[發明專利]一種多孔石墨烯/PEG?SA/PLA復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610623604.0
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN106243651B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 賈仕奎;王忠;朱艷;陳立貴;付蕾
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L71/08;C08K3/04;C08K5/09
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 成丹

技術領域

本發明屬于高耐熱性可降解材料制備技術領域，具體涉及一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法。

背景技術

人類進入21世紀以來，科學技術進一步發展，經濟發展更加迅猛，但由此所帶來的石油危機問題和環境污染問題日益嚴重，因此開發可降解生物高分子材料具有重要戰略意義。聚乳酸(PLA)兼具生物來源和完全可降解兩大特性，并因突出的綜合性能和逐漸降低的生產成本，將成為替代傳統石油基塑料最為理想的環境友好型高分子材料。目前，PLA已經廣泛地應用在生物醫藥和環保等領域，但是由于其內在脆性、結晶速率緩慢、熱穩定性差等問題，嚴重限制了其在更加廣泛的領域中的應用。聚乳酸的結晶行為同其力學性能、降解性能以及耐熱性等都直接相關，改善聚乳酸的結晶性能可以對聚乳酸的廣泛應用起到良好的推動作用。因此如何有效地加快PLA的結晶速度、提高PLA的耐熱性能有著重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法，解決了現有PLA結晶速率緩慢和低耐熱性的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法，具體為，首先制備多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑，然后采用制備好的成核劑與PLA制備成多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料。

本發明的特點還在于：

多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑的制備方法具體為：首先，以PEG為增塑劑，SA為高溫分解組分，以氧化石墨烯為載體，其中PEG占質量分數為30-50％，SA占質量分數為10-30％，氧化石墨烯占質量分數為20-60％，以上各組分含量的質量百分數之和為100％；利用有機復合相變儲能材料的可控制備裝置進行氧化石墨、PEG、SA三者熔融共混，從而得到氧化石墨烯/PEG-SA共混物，然后通過馬弗爐對氧化石墨烯/PEG-SA共混物進行高溫快速處理，由于高溫處理使得氧化石墨烯的過氧基團迅速脫離而留下了大量的空洞，同時低分解溫度的SA分解產生大量的氣體膨脹使得多孔石墨烯分散均勻，最終制得多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑。

有機復合相變儲能材料的可控制備裝置中熱壓腔體溫度40-70℃之間，超聲功率為150-300W，振蕩時間5-20min，真空泵的相對真空度20-40kPa。

馬弗爐對氧化石墨烯/PEG-SA共混物進行高溫快速處理時，馬沸爐溫度300-450℃，處理時間30-120s。

多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑與PLA通過雙螺桿擠出機熔融混合制備得到多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料，其中，熔融溫度160-200℃，多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑占質量分數為1-7％，PLA占質量分數為93-99％，以上各組分含量的質量百分數之和為100％。

本發明的有益效果是：本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法，利用低分子量的PEG作為增塑劑，增大分子鏈間的間隙，提高分子鏈的運動能力，多孔石墨烯作為異相成核點，在有機復合相變儲能材料的可控制備裝置中超聲振蕩耦合真空灌注作用下制備了多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑，通過有機-無機的交互作用，以此來改善PLA的結晶性能，從而增強PLA的耐熱性能。

附圖說明

圖1是本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法中氧化石墨烯/PEG-SA共混物的宏觀圖；

圖2是本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法中氧化石墨烯/PEG-SA共混物的微觀圖；

圖3是本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法中多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑的宏觀圖；

圖4是本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法中多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑的微觀圖；

圖5是本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法中多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的熱變形圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

實施例1

本發明一種多孔石墨烯/PEG-SA/PLA復合材料的制備方法，首先制備多孔石墨烯/PEG-SA復配成核劑：