[發(fā)明專利]一種聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210566428.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN103044839A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐東;徐永;馬旭輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽科聚新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L51/08
• 分類號(hào): C08L51/08;C08L97/02;B29B9/06;B29C47/92;C08F283/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷增加，為了獲得環(huán)保且力學(xué)性能好的復(fù)合材料，目前出現(xiàn)了采用植物纖維改性的復(fù)合材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料，并以該植物纖維改性的復(fù)合材料制備汽車內(nèi)飾零部件。

現(xiàn)有植物纖維改性的復(fù)合材料如劍麻纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料和苧麻纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料等。其中，劍麻纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料中的聚丙烯部分無法降解，且纖維和聚丙烯的界面相容性有待改善。苧麻纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料雖為生物降解的復(fù)合材料，但該苧麻纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料采用原位聚合的化學(xué)改性手段，溶劑回收難、易造成環(huán)境污染，大規(guī)模生產(chǎn)難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種聚乳酸與纖維之間的界面相容性好、力學(xué)性能優(yōu)異的聚乳酸復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一目的是提供一種環(huán)保、工藝簡單、條件易控的聚乳酸復(fù)合材料制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種聚乳酸復(fù)合材料，包括如下重量百分比的配方組分：

以及，一種聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

按照上述的聚乳酸復(fù)合材料配方分別稱取各組分；

將稱取的所述各組分進(jìn)行混料處理，得到混合物料；

將所述混合物料進(jìn)行熔融擠出，造粒，得到所述聚乳酸復(fù)合材料；其中，熔融擠出的工藝條件為：

一區(qū)溫度170～180℃，二區(qū)溫度170～180℃，三區(qū)溫度180～190℃，四區(qū)溫度190～200℃，機(jī)頭180～190℃，各區(qū)停留時(shí)間1～2min，壓力為10～20MPa。

上述聚乳酸復(fù)合材料以馬來酸酐接枝的聚乳酸為基體材料，采用植物纖維以及其他組分在熔融擠出過程中發(fā)生協(xié)同作用，使得該馬來酸酐接枝的聚乳酸分子中的酸酐基團(tuán)在熔融擠出過程中與植物纖維表面的羥基反應(yīng)而形成化學(xué)交聯(lián)，從而提高了聚乳酸和纖維之間的界面相容性，從而賦予該聚乳酸復(fù)合材料優(yōu)異力學(xué)性能。同時(shí)，該馬來酸酐接枝的聚乳酸和植物纖維均可完全生物降解，因此，該聚乳酸復(fù)合材料環(huán)保。

上述聚乳酸復(fù)合材料制備方法只需按配方將各組分混合并在適當(dāng)?shù)臏囟认氯廴跀D出即可得到產(chǎn)品，其制備方法工藝簡單，條件易控，成本低廉，對(duì)設(shè)備要求低的特點(diǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)。另外，該制備方法環(huán)保，有效避免了如原位聚合等化學(xué)改性手段，避免了對(duì)溶劑的使用。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例聚乳酸復(fù)合材料制備方法的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種聚乳酸與纖維之間的界面相容性好，力學(xué)性能具有優(yōu)異的聚乳酸復(fù)合材料。該聚乳酸復(fù)合材料包括如下重量百分比的配方組分：

具體地，上述馬來酸酐接枝的聚乳酸為基體成分，在熔融擠出過程中，其分子與其他組分特別是植物纖維協(xié)同作用，具體的是該馬來酸酐接枝的聚乳酸分子中的酸酐基團(tuán)在熔融擠出過程中與植物纖維表面的羥基反應(yīng)而形成化學(xué)交聯(lián)，從而提高了聚乳酸和纖維之間的界面相容性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聚乳酸的改性，顯著改善聚乳酸與植物纖維之間的界面問題。為了進(jìn)一步提高聚乳酸與植物纖維之間界面相容性，在優(yōu)選實(shí)施例中，該馬來酸酐接枝的聚乳酸的接枝率為0.4%~0.7%，在更優(yōu)選實(shí)施例中，該馬來酸酐接枝的聚乳酸的接枝率為0.5%。

另外，上述各實(shí)施例中馬來酸酐接枝的聚乳酸可以按照下文所述的馬來酸酐接枝的聚乳酸制備方法制備獲得。

上述植物纖維優(yōu)選為竹纖維、麻纖維中的一種或兩種。當(dāng)然還可以是其他植物纖維。為了使得聚乳酸復(fù)合材料具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能，在優(yōu)選實(shí)施例中，該植物纖維的尺寸目數(shù)為100-200目。

在進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，上述植物纖維優(yōu)選用偶聯(lián)劑處理后的植物纖維。該偶聯(lián)劑處理植物纖維的方法可以按照下文所述的偶聯(lián)劑處理植物纖維制備方法制備獲得。其中，偶聯(lián)劑優(yōu)選為氨基偶聯(lián)劑，如KH-550或KBM-602等，植物纖維為竹纖維、麻纖維中的一種或兩種。選用偶聯(lián)劑處理后的植物纖維能進(jìn)一步提高植物纖維與馬來酸酐接枝的聚乳酸兩者界面的相容性。