[發(fā)明專利]微晶纖維素改性聚（β-羥基丁酸酯）復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710000815.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106589875B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳德峰;陳建香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L1/04;B29B7/28
• 代理公司: 揚(yáng)州市錦江專利事務(wù)所 32106
• 代理人: 江平

微晶纖維素改性聚（β?羥基丁酸酯）復(fù)合材料的制備方法，涉及對(duì)聚（β?羥基丁酸酯）進(jìn)行改性的技術(shù)領(lǐng)域。將聚已內(nèi)酯、微晶纖維素和聚（β?羥基丁酸酯）置于密煉機(jī)中，經(jīng)熔融共混捏合塑化后，即得改性聚（β?羥基丁酸酯）復(fù)合材料。本發(fā)明利用聚已內(nèi)酯作為增韌組分，利用微晶纖維素作為增強(qiáng)組分，經(jīng)熔融共混捏合塑化可有效提高聚（β?羥基丁酸酯）的韌性和強(qiáng)度，還能保證材料的完全生物可降解特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)聚（β-羥基丁酸酯）進(jìn)行改性的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微生物合成的生物可降解材料聚（β-羥基丁酸酯）材料由于其良好的生物可降解性能，能被自然界中多種微生物作為能源物質(zhì)加以分解利用，最終分解為二氧化碳和水，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。聚（β-羥基丁酸酯）的高度結(jié)晶特性，使其力學(xué)性能表現(xiàn)為硬而脆。化學(xué)合成的生物可降解材料聚己內(nèi)酯具有良好的韌性，聚己內(nèi)酯軟而韌的特性正好可以跟聚（β-羥基丁酸酯）互補(bǔ)，因此將聚（β-羥基丁酸酯）與聚己內(nèi)酯熔融共混是獲得性能優(yōu)異的生物可降解材料的簡(jiǎn)單易行的方法。

現(xiàn)有的用來(lái)共混改性聚（β-羥基丁酸酯）的主要是剛性或者柔性的聚酯，用來(lái)填充改性聚（β-羥基丁酸酯）的主要是無(wú)機(jī)納米粒子。用剛性的聚酯對(duì)聚（β-羥基丁酸酯）改性，所得材料韌性很差。用柔性的聚酯對(duì)聚（β-羥基丁酸酯）改性，所得材料強(qiáng)度變小。而用無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)聚（β-羥基丁酸酯）改性，會(huì)破壞聚（β-羥基丁酸酯）的完全生物可降解性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述缺陷提供一種微晶纖維素改性聚（β-羥基丁酸酯）的方法，以提高聚（β-羥基丁酸酯）的韌性和強(qiáng)度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：將聚已內(nèi)酯、微晶纖維素和聚（β-羥基丁酸酯）置于密煉機(jī)中，經(jīng)熔融共混捏合塑化后，即得改性聚（β-羥基丁酸酯）復(fù)合材料。

本發(fā)明利用聚已內(nèi)酯作為增韌組分，利用微晶纖維素作為增強(qiáng)組分，經(jīng)熔融共混捏合塑化可有效提高聚（β-羥基丁酸酯）的韌性和強(qiáng)度，還能保證材料的完全生物可降解特性。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述聚已內(nèi)酯與聚（β-羥基丁酸酯）的混合質(zhì)量比為10∶90～50∶50。對(duì)于改性的聚（β-羥基丁酸酯）復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，并非所有組分比下制得的共混物都能滿足聚己內(nèi)酯作為增韌劑的條件。首先，必須仍以聚（β-羥基丁酸酯）組分為主體，這樣才能發(fā)揮聚（β-羥基丁酸酯）自身優(yōu)勢(shì)；其次，聚己內(nèi)酯加入量過(guò)少增韌效果不顯著；因此聚已內(nèi)酯與聚（β-羥基丁酸酯）的混合質(zhì)量比為10∶90～50∶50時(shí)，能夠達(dá)到較好的增韌效果。

所述微晶纖維素與聚（β-羥基丁酸酯）的混合質(zhì)量比為1∶99～10∶90。對(duì)于增強(qiáng)劑微晶纖維素而言，加入的微晶纖維素量太大，體系的有效粘度顯著增大，阻礙分子鏈的運(yùn)動(dòng)，不利于聚（β-羥基丁酸酯）基體的加工成型。且微晶纖維素用量過(guò)多會(huì)造成體系成型缺陷增多，因此，微晶纖維素與聚（β-羥基丁酸酯）的混合質(zhì)量比為1∶99～10∶90時(shí)，才能達(dá)到最佳的增強(qiáng)效果。

另外，本發(fā)明所述密煉機(jī)中的密煉溫度為180℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50～100 rpm，熔融共混時(shí)間為5min。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過(guò)小不利于聚己內(nèi)酯和微晶纖維素分散均勻，過(guò)大會(huì)造成聚（β-羥基丁酸酯）基體降解，因此50～100 rpm較為適宜；熔融共混時(shí)間過(guò)短不利于聚己內(nèi)酯和微晶纖維素分散均勻，過(guò)長(zhǎng)也會(huì)造成聚（β-羥基丁酸酯）基體降解，因此控制為5min較為適宜。聚（β-羥基丁酸酯）熔點(diǎn)為175℃，高溫下易降解，加工窗口較窄。采用180℃做為加工溫度，既可以降低聚（β-羥基丁酸酯）的熔體粘度，使聚（β-羥基丁酸酯）與聚已內(nèi)酯、微晶纖維素均勻混合，又可以避免聚（β-羥基丁酸酯）發(fā)生降解。

附圖說(shuō)明

圖1為對(duì)比例2制備的材料的掃描電鏡圖。

圖2為對(duì)比例3制備的材料的掃描電鏡圖。

圖3為對(duì)比例1、2、3制成的材料的拉伸強(qiáng)度性能圖。