[發明專利]聚乳酸竹納米纖維素晶須超微竹炭復合材料薄膜制備方法有效

申請號：	201610555090.X	申請日：	2016-07-13
公開（公告）號：	CN106009570B	公開（公告）日：	2017-11-03
發明（設計）人：	盛奎川;錢少平;姚文超;張歡歡;錢湘群	申請（專利權）人：	浙江大學
主分類號：	C08L67/04	分類號：	C08L67/04;C08L1/04;C08K9/06;C08K3/04;C08J5/18
代理公司：	杭州中成專利事務所有限公司33212	代理人：	金祺
地址：	310058 浙江***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	乳酸納米纖維素晶須超微竹炭復合材料薄膜制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及聚合物加工技術領域，具體涉及一種聚乳酸/竹納米纖維素晶須/超微竹炭復合材料薄膜的制備方法。

背景技術

傳統的石油基塑料在人們日常生活中廣泛應用，但這些塑料廢棄物無法自然降解，造成了嚴重的環境問題，這使完全生物可降解塑料的開發與利用越來越受到重視。聚乳酸(PLA)是一種由玉米、馬鈴薯等可再生植物資源提取出的淀粉轉化變為葡萄糖，經過發酵成為乳酸，進一步聚合而成的脂肪族聚酯。它具有熱塑性，能夠像PP、PS和PET等合成高分子一樣在通用的加工設備上進行擠出、注塑、吹瓶、熱成型等加工，生產薄膜、片材、瓶子及各種熱成型品。在生物降解高分子中PLA剛性最高，但是其韌性差，拉伸斷裂伸長率在20％以下。因此，為了擴大聚乳酸的應用領域，如農用地膜、垃圾袋、塑料袋、食品容器、食品包裝等用途，須對其進行增韌改性。

竹納米纖維素晶須(BCNW)是一種可再生自然資源，具有價廉易得、大長徑比、大比表面積、高機械強度等優點。由于它表面含有大量親水性羥基，呈親水性。可通過硅烷偶聯劑對BCNW進行表面化學修飾，接枝疏水性分子官能團，提高與PLA基體的界面相容性。與純聚乳酸材料相比，聚乳酸/竹納米纖維素晶須二元復合體系的拉伸韌性可得到極大提高，但存在拉伸強度和拉伸彈性模量下降的問題。故需要在二元復合體系中引入第三種高硬度、高模量的物質，提高其強度、模量、耐熱性，發揮增韌與增強的協同效應。竹炭本身具有良好的強度、模量、吸附性、研磨性、吸光性、隔熱性和穩定性，賦予了其在復合材料領域應用的潛力。我國竹材種植面積廣，加工能力強，大量的竹材加工剩余物得不到有效利用，炭化后制備超微竹炭顆粒，應用于復合材料領域，是優良的增強體材料。

CN 201210485864.8公開了一種聚乳酸/納米纖維素復合材料的制備方法，通過制備聚乙二醇納米纖維素共混料，再與聚乳酸熔融共混制備復合材料，解決了納米纖維素在聚乳酸中的分散性問題，雖然拉伸斷裂伸長率得到提高，但拉伸強度降低。CN 201510070556.2公開了一種木素納米纖維素增強聚乳酸復合膜的制備方法，其通過含有木素的納米纖維素與聚乳酸復合，解決了納米纖維素與聚乳酸基體相容性不佳、力學性能低的問題，但制備的薄膜抗張強度高，伸斷裂伸長率低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種聚乳酸竹納米纖維素晶須竹炭復合材料薄膜的制備方法(聚乳酸/竹納米纖維素晶須/超微竹炭復合材料薄膜的制備方法)；采用本發明的制備方法可在增韌聚乳酸復合材料的同時，使復合材料具有良好的拉伸強度和拉伸彈性模量。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種聚乳酸竹納米纖維素晶須竹炭復合材料薄膜的制備方法，包括以下步驟：

1)、將竹納米纖維素晶須進行表面改性處理，得改性后竹納米纖維素晶須；

2)、將超微竹炭顆粒進行表面改性處理，得改性后超微竹炭顆粒；

3)、溶液澆注---溶劑揮發法：

在聚乳酸中加入有機溶劑，加熱攪拌直至聚乳酸全部溶解，然后加入改性后竹納米纖維素晶須和改性后超微竹炭顆粒，進行分散處理，得共混體系；所述聚乳酸與有機溶劑的料液比為1g/10～30ml，所述有機溶劑為三氯甲烷；

聚乳酸：改性后竹納米纖維素晶須：改性后超微竹炭顆粒的重量比＝100:0.5～4:0.5～4；

將上述共混體系在模具中澆注制成薄膜，干燥后，得聚乳酸竹納米纖維素晶須竹炭復合材料薄膜。

作為本發明的聚乳酸竹納米纖維素晶須竹炭復合材料薄膜的制備方法的改進：

所述步驟2)中，超微竹炭顆粒是粒徑為1000～5000目的竹炭顆粒；

所述步驟3)中，