[發(fā)明專利]一種環(huán)保型高拉伸強(qiáng)度聚乳酸復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710874221.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107686639B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳友寶;楊立軍;張淑嫻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東陽(yáng)市凱達(dá)塑業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L51/02;C08K13/06;C08K9/04;C08K7/14;C08K3/22;C08F251/00;C08F220/06;C08G63/08
• 代理公司: 北京君恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11466
• 代理人: 張強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)保型高拉伸強(qiáng)度聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，屬于高分子復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先使用二聚水楊酸內(nèi)酯晶體對(duì)聚乳酸進(jìn)行改性，改性后由于主鏈中接入苯環(huán)，苯環(huán)的存在使聚乳酸的主鏈硬化，從而提高了其力學(xué)性能，接著對(duì)淀粉進(jìn)行改性，促進(jìn)改性淀粉和聚乳酸之間在整個(gè)復(fù)合體系中的依賴性增強(qiáng)，從而提高淀粉與聚乳酸復(fù)合材料兩相間的黏合力，再將玻璃纖維加入到聚乳酸中，玻璃纖維之間就會(huì)有交錯(cuò)的聚乳酸粒子鏈連接，使玻璃纖維與聚乳酸共同承載，將其作為填料對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行改性，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，加上氧化鋅具有生物親和性和作為鋅補(bǔ)充劑對(duì)復(fù)合材料骨架再生的促進(jìn)效果，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，可具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型高拉伸強(qiáng)度聚乳酸復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

目前所使用的高分子材料如PE，PP，PVC，PS等大多數(shù)都有很好的穩(wěn)定性，在自然界中難以降解，這給環(huán)境造成很大污染，因此人們對(duì)研究生物可降解材料極為重視。其中，被稱為“綠色塑料”的聚乳酸(PLA)，由于其良好的生物可降解性和生物相容性，已得到人們的深人研究。

聚乳酸(PLA)是20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來(lái)的新一代可完全降解高分子材料，它是以微生物發(fā)酵產(chǎn)物L(fēng)-乳酸為單體，用化學(xué)合成方法聚合而成的，是熱塑性脂肪族樹(shù)脂的一種。聚乳酸具有優(yōu)良的生物相容性和可吸收性，無(wú)毒、無(wú)刺激性，它在自然界中的微生物、水、酸、堿等作用下能完全分解，最終產(chǎn)物是CO₂和H₂O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可作為環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚合物材料，受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注和深入研究。

聚乳酸的合成主要有兩種方法：間接法即丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法(ROP法)；直接聚合法(PC法)。由于聚乳酸本身的結(jié)構(gòu)具有如下局限性，從而限制了聚乳酸的應(yīng)用：聚乳酸屬于聚酯，為疏水性物質(zhì)，降低了它的生物兼容性；降解周期較難控制；聚合所得產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量分布過(guò)寬，韌性較差，缺乏柔性和彈性，極易彎曲變形。PLA的改性主要包括化學(xué)改性（共聚、接枝、復(fù)合、擴(kuò)鏈等）和物理改性（增塑、共混、填充、表面改性等）。所有改性的方法都是為了改善聚乳酸的性能，如親水性能，增容改性，增塑改性，耐熱改性，復(fù)合改性等。化學(xué)改性：主要是通過(guò)改變聚合物大分子或表面結(jié)構(gòu)改善其脆性、疏水性及降解速率等。物理改性一般不涉及PLA的基本結(jié)構(gòu)，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便易行的特點(diǎn)。

因此，發(fā)明一種環(huán)保型拉伸強(qiáng)度聚乳酸復(fù)合材料對(duì)高分子復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前聚乳酸復(fù)合材料存在拉伸強(qiáng)度較低的問(wèn)題，提供了一種環(huán)保型高拉伸強(qiáng)度聚乳酸復(fù)合材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

一種環(huán)保型高拉伸強(qiáng)度聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）稱取80～100g馬鈴薯放入研磨粉碎機(jī)中粉碎，粉碎后得到馬鈴薯粉末，將馬鈴薯粉末加入到發(fā)酵罐中，再加入馬鈴薯粉末等質(zhì)量的豬糞和沼液混合，密封發(fā)酵，去除濾渣，得到乳酸鹽溶液，向乳酸鹽溶液中加入100～120mL硫酸溶液混合反應(yīng)，過(guò)濾后即為自制乳酸，向自制乳酸中加入20～40mL無(wú)水乙醇和12～16mL雙氧水混合縮聚反應(yīng)，即為自制聚乳酸，備用；

（2）稱取8～10g水楊酸粉末放入裝有30～50mL乙醚的三口燒瓶中，再加入3～5mL三氟化硼乙醚混合，在回流狀態(tài)下加熱反應(yīng)，待冷卻至室溫后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氯化鈉溶液洗滌，再加入30～50mL乙酸乙酯混合反應(yīng)，即為自制二聚水楊酸內(nèi)酯晶體，稱取8～10mL自制聚乳酸和3～5g自制二聚水楊酸內(nèi)酯晶體混合于燒瓶中，向燒瓶中加入10～12mL乙醚，在50～70℃下混合攪拌，攪拌后加入1～3g水楊酸粉末和2～4g過(guò)硫酸銨混合攪拌反應(yīng)，反應(yīng)后趁熱過(guò)濾，即為自制改性聚乳酸；