[發明專利]一種聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310308828.9
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN104327476A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 馬永梅;安晶晶;曹新宇;王佛松
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L1/02;C08L71/02;C08K5/521;C08K5/5415
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于聚合物復合材料領域，特別涉及一種聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料及其制備方法。

技術背景

聚碳酸亞丙酯是由二氧化碳和環氧丙烷共聚合成的脂肪族聚碳酸酯，在自然環境中或強制性堆肥的條件下可以實現完全生物降解，此外，聚碳酸亞丙酯是一類無色透明固體，無毒，無味，具有柔韌性高、氣體透過率低、生物相容性好等特點，可以用作脆性材料的增韌劑、用作食品及藥品的包裝保鮮膜、用作藥物緩釋載體等。但是，由于聚碳酸亞丙酯的分子鏈較為柔順、分子間作用力弱，它在常溫下處于無定形態，是一種非結晶性高聚物，加工性能不夠理想；其在受熱時還容易發生由分子鏈末端的羥基引起的解拉鏈降解，熱穩定性較差。以上缺點在很大程度上限制了聚碳酸亞丙酯的推廣使用。

為了提升聚碳酸亞丙酯的應用價值，使其能夠應用于更多領域，需要對其進行改性。目前，人們主要采用共混改性來提高聚碳酸亞丙酯的性能。孟躍中等（J?Appl.Polym.Sci.,2006,99,782–787）制備了聚碳酸亞丙酯/木屑共混物，木屑的加入使得聚碳酸亞丙酯的玻璃化轉變溫度提高10℃，拉伸強度提高了大約16%，熱穩定性也有所提高；李曉紅等（J?Poly?Sci?Part?B:Polym?Phys,2004,42,666）用木質纖維素纖維對聚碳酸亞丙酯進行改性研究，木質纖維素纖維的加入，同樣使得共混物的玻璃化轉變溫度(共混物中含40wt%木質纖維素時，提高6.5℃)和熱穩定性(共混物中含40wt%木質纖維素時，提高40℃)得到提高；雖然通過纖維素能夠在一定程度上提高聚碳酸亞丙酯的性能，但由于纖維素和聚碳酸亞丙酯之間相容性較差，容易在基體中團聚，所以聚碳酸亞丙酯性能的改善并沒有取得突破性進展，其應用仍然受到了限制。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料，以大幅提高聚碳酸亞丙酯的玻璃化轉變溫度、力學性能和熱穩定性。

本發明的目的之二是提供一種聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料的制備方法。

本發明的聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料是由以下原料經熔融共混后制備得到的，在熔融共混之前各組分原料及含量為：

聚碳酸亞丙酯????25wt%～98.9wt%??（優選為40wt%～95wt%）

纖維素??????????1wt%～60wt%????（優選為4.5wt%～50wt%）

磷酸酯??????????0.1wt%～15wt%???（優選為0.5wt%～10wt%）

所述的聚碳酸亞丙酯可為各種分子量及分子量分布的聚碳酸亞丙酯。

所述的纖維素選自棉、麻、木漿植物纖維中的一種或幾種。

所述的磷酸酯選自烷基磷酸單酯、烷基磷酸二酯、烷基磷酸三酯、芳基磷酸單酯、芳基磷酸雙酯、芳基磷酸三酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸單酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸雙酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸單酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸雙酯、硅氧烷磷酸單酯、硅氧烷磷酸雙酯、烷基醇酰胺磷酸單酯、烷基醇酰胺磷酸雙酯中的一種或幾種。

所述的烷基中的碳鏈長度為碳原子數4～18。

所述的芳基中的苯環的個數為1～3。

所述的苯環中的碳原子數為6～30。

本發明的聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料是采用熔融共混的方法進行制備得到的，該制備方法包括以下步驟：

1）將占復合材料總量0.1wt%～15wt%（優選為0.5wt%～10wt%）的磷酸酯與1wt%～60wt%（優選為4.5wt%～50wt%）的纖維素用捏合機于120～150℃下進行機械混合；

2）將步驟1）得到的混合物與干燥好的占復合材料總量25wt%～98.9wt%（優選為40wt%～95wt%）的聚碳酸亞丙酯進行熔融共混，得到所述的聚碳酸亞丙酯/纖維素復合材料；

所述的熔融共混可在溫度為80～240℃之間進行。

所述的熔融共混可在開煉機、密煉機或雙螺桿擠出機中進行。