[發明專利]一種聚乳酸復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310054430.7
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103113730B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 楊桂生;劉凱
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K3/36;B29C47/92
• 代理公司: 合肥天明專利事務所34115
• 代理人: 汪貴艷

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技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種高強度高韌性的聚乳酸復合材料及其制備方法。?

背景技術

聚乳酸完全可以來源于可再生資源，徹底擺脫了對石油資源的依賴，它的機械和物理性能在聚酯中相對來說比較好，還有著光澤度透明度高、回彈性和卷曲持久性好、抗油性和染色性能好、可燃性低、對人體無毒害等優點。?

目前聚乳酸還沒有得到普遍應用，是因為受到了材料存在的一些缺點的限制，主要表現為結晶度低，致使強度低；在熔體加工過程中易降解，分子量及分子量分布難于控制；質脆硬，韌性差，缺乏柔性和彈性，抗擊強度小等。雖然目前針對聚乳酸的缺點已經采取了一些方法來改善，如將聚乳酸與其它材料如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚、對聚乳酸進行擴鏈及支化、用其它材料與聚乳酸進行反應共混等，其中將聚乳酸與其它材料共混以改善聚乳酸性能的方法是最簡單易行的，但通常改性后的聚乳酸仍不能很好的滿足市場上對工程件的要求。本發明創新的應用科生物降解材料聚己內酯來改性聚乳酸，使得制備的復合材料的力學性能得到改善，由于納米二氧化硅在復合材料中分散均勻，從而使得制備的材料性能優異穩定。?

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發明內容

本發明的目的在于提供了一種高強度高韌性的聚乳酸的復合材料及其制備方法，該生物可降解聚酯增韌聚乳酸的復合材料的制備方法簡單易行，且使得制得的復合材料具有良好的力學性能和生物可降解性能。?

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現，一種聚乳酸復合材料，由下述組分按重量份制備而成：?

????聚乳酸??????????????????????60-85份

聚己內酯????????????????????10-33份

納米二氧化硅????????????????3-8份

抗氧劑??????????????????????0.1-5份

相容劑??????????????????????0.1-5份。

所述聚乳酸為L型乳酸與D型乳酸的組合物，其中L型乳酸含量為70%-96%，重均分子量為10000-200000g/mol。?

所述聚己內酯為線形聚己內酯，重均分子量為10000-100000g/mol。?

所述納米二氧化硅是通過化學氣相沉積法生產的雙親型納米二氧化硅。?

所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基?)亞磷酸苯酯（簡稱Irganox168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯?（簡稱Irganox1010）和?1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基）苯（簡稱Irganox1330）中的至少一種。?

所述相容劑為N?,N?,N?’,N?’-四縮水甘油基-4,?4’?二氨基二苯基甲烷（Ag80）、雙酚A型液態環氧樹脂（E44）、異氰尿酸三縮水甘油酯（TGIC）中的至少一種。?

一種制備上述的聚乳酸復合材料的方法，包括以下步驟：?

（1）先對聚乳酸與聚己內酯進行干燥處理，聚乳酸于80℃干燥烘干8小時，聚己內酯于60℃干燥烘干6小時；

（2）按配比將干燥處理后的聚乳酸、聚己內酯及抗氧劑、相容劑通過高速混合機攪拌10～12分鐘，形成混合物料；

（3）將（2）中混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，在第三區、第四區或第五區處通過側位加料的方式加入納米二氧化硅，然后擠出、造粒得聚乳酸復合材料。

所述雙螺桿擠出機的各區溫度為一區溫度70～100℃，二區溫度190～210℃，三區溫度190～210℃，四區溫度180～200℃，五區溫度180～200℃，六區溫度180～200℃，機頭溫度170～190℃；擠出機螺桿的轉速為150～200r/min。?

本發明具有以下有益效果：?

1、本發明通過加入生物可降解聚己內酯來改善聚乳酸的韌性，提高聚乳酸的抗沖擊強度。

2、由于納米二氧化硅在高溫下仍具有高強度、韌度及穩定性高的特點，將其分散在材料中與高分子鏈結合形成立體網狀結構，從而提高復合材料的強度、彈性等基本性能。?

3、相容劑等助劑的加入提高了聚乳酸和生物可降解聚己內酯組分間的粘附性，進一步改善了聚乳酸的性能，使制備的聚乳酸復合材料在保持其較高的拉伸強度的條件下沖擊強度得到改善。?

4、采用生物可降解聚己內酯來改性聚乳酸，保證了聚乳酸的生物可降解性能不被破壞，使制備的復合材料既有高強度、高韌性的同時又滿足生物環保的需要。?

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