[發明專利]超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品及其制備方法

有效

• 申請號: 201610548048.5
• 申請日: 2016-07-12
• 公開（公告）號: CN106189131B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 白紅偉;傅強;劉慧麗;張琴;陳楓;王珂;鄧華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L87/00;C08K3/04
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司51202
• 代理人: 唐麗蓉

1.一種超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法是先將99.9～90.0份左旋聚乳酸和0.1～10.0份碳納米粒子進行熔融混合得到左旋聚乳酸/碳納米粒子的預混物，然后再將所得預混物95～50份與含右旋聚乳酸鏈段的彈性體5～50份熔融共混，在熔融共混過程中左旋聚乳酸基體分子鏈與彈性體分散相中的右旋聚乳酸分子鏈在共混物相界面上通過立構復合形成立構復合晶體，該立構復合晶體充當碳納米粒子的捕捉劑將在兩相間遷移的碳納米粒子固定在相界面上，解決未改性碳納米粒子難以在不相容共混物相界面處穩定分布的問題，進而實現同步提高共混物相界面強度和復合材料或制品的電導率的目的；同時該立構復合晶體還作為左旋聚乳酸基體結晶的高效成核劑，提高基體的結晶度，最終獲得兼具超韌耐熱導電特性的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品，

其中含右旋聚乳酸鏈段的彈性體包括右旋聚乳酸的接枝或嵌段共聚物，為聚(乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯)-右旋聚乳酸接枝聚合物、聚(乙烯-辛烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯)-右旋聚乳酸接枝聚合物、左旋聚乳酸-聚乙二醇-右旋聚乳酸嵌段共聚物或左旋聚乳酸-聚己內酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物中的任一種，以上各物料的份數均為重量份。

2.根據權利要求1所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法的具體工藝步驟和條件如下：

1)將碳納米粒子和左旋聚乳酸預混均勻，然后加入到熔融混合器中，在溫度170～210℃下熔融共混3～10min，得到左旋聚乳酸/碳納米粒子的預混物；

2)將含右旋聚乳酸鏈段的彈性體和左旋聚乳酸/碳納米粒子預混物混合均勻后加入到熔融混合器中，在溫度170～210℃下熔融共混3～10min后造粒或再加工成型，即可制得超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品。

3.根據權利要求1或2所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法中所用含右旋聚乳酸鏈段的彈性體為右旋聚乳酸的接枝或嵌段共聚物。

4.根據權利要求1或2所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法中所用碳納米粒子為碳納米管或石墨烯。

5.根據權利要求3所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法中所用碳納米粒子為碳納米管或石墨烯。

6.根據權利要求2所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法中所用含右旋聚乳酸鏈段的彈性體的添加量為15～40份；碳納米粒子添加量為0.5～8.0份。

7.根據權利要求3所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法中所用含右旋聚乳酸鏈段的彈性體的添加量為15～40份；碳納米粒子添加量為0.5～8.0份。

8.根據權利要求5所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品的制備方法，其特征在于該方法中所用含右旋聚乳酸鏈段的彈性體的添加量為15～40份；碳納米粒子添加量為0.5～8.0份。

9.一種由權利要求1或2所述方法制備的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品，其特征在于該復合材料或制品中碳納米粒子含量為0.1～5.0wt％，含右旋聚乳酸鏈段的彈性體的含量為5～50wt％，在廣角X射線衍射圖譜上顯示有聚乳酸立構復合(SC)晶體的特征衍射峰，由透射電子顯微鏡觀察可見碳納米粒子分散在相界面處并且貫穿于兩相界面，且該復合材料或制品的基體結晶度為45.2～48.7％，耐熱溫度為97.8～145.4℃，缺口沖擊強度為12.1～79.6kJ/m²，電導率為1.0×10^-9～13.3S/m。

10.根據權利要求9所述的超韌耐熱導電的聚乳酸/彈性體/碳納米粒子復合材料或制品，其特征在于該復合材料或制品中碳納米粒子含量為0.5～5.0wt％，含右旋聚乳酸鏈段的彈性體的含量為15～40wt％，該復合材料或制品的基體結晶度為46.5～48.7％，耐熱溫度為97.8～139.6℃，缺口沖擊強度為34.1～79.6kJ/m²，電導率為5.2×10^-5～13.3S/m。