[發(fā)明專利]一種PLA納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810183363.1
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN110229484B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬永梅;鄭鯤;張京楠;曹新宇;安晶晶;葉鋼;尚欣欣;黃敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L89/00;C08L63/00;C08L5/04;C08L33/02;C08L79/02;C08L5/08;C08L61/22;C08K3/22;C08K5/521;C08K3/36;C08K7/06;C08K3/02;C08K3/06
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 王明霞

一種PLA納米復(fù)合材料，所述PLA納米復(fù)合材料是由混料經(jīng)熔融共混制得；所述混料包括PLA，PLA顆粒上結(jié)合有納米材料和液體介質(zhì)。本發(fā)明還公開了PLA納米復(fù)合材料的制備方法，具體步驟包括A、將納米材料與液體介質(zhì)混合攪拌，形成膏狀的納米材料混合物；B、將步驟A中的納米材料混合物與PLA顆?；旌蠑嚢栊纬晒不煳铮籆、將步驟B的共混物經(jīng)過熔融共混，即得所述PLA納米復(fù)合材料。所述納米復(fù)合材料的拉伸強度和沖擊強度在PLA基料的基礎(chǔ)上均得到提升，并且制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，易推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料及其制備領(lǐng)域，具體地說，涉及一種PLA納米復(fù)合材料及制備 方法。

背景技術(shù)

聚乳酸(PLA)熱穩(wěn)定性好，加工溫度為170～230℃，有良好的抗溶劑性，由聚乳酸制 成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，因此用途十分 廣泛，可用作包裝材料、纖維和非織造物等，主要用于服裝(內(nèi)衣、外衣)、產(chǎn)業(yè)(建筑、 農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。盡管聚乳酸的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,但其自身固有的一些缺陷和不足限制了其更為深層次的應(yīng)用。此時,納米復(fù)合材料所表現(xiàn)出的不同于一般復(fù)合材 料的特殊性能為聚乳酸的改性研究指出了一條新的途徑。大量研究證實,將聚乳酸與層狀納米 材料復(fù)合制成納米復(fù)合材料,能顯著提高其綜合性能。目前PLA納米復(fù)合材料的制備方法主要 采用原位插層和熔融插層方法制備。因原位插層工業(yè)投資大，周期長，較難大范圍推廣應(yīng)用； 熔融插層可在一般塑料混煉設(shè)備中進行，加工方便，然而需前期對層狀納米材料進行有機化 插層處理，不容易得到完全剝離的聚乳酸納米復(fù)合型材料。隨著科技發(fā)展，工程應(yīng)用對聚乳 酸材料在沖擊強度、彎曲強度和拉伸強度性能提出了更高的要求。

專利號CN101081928A，提出了一種納米復(fù)合材料的制備方法，采用水輔助法制備聚酰胺 /納米蒙脫土母料，其制備方法是用去離子水為插層劑，將純化的蒙脫土和去離子水混合，充 分分散制得蒙脫土泥漿，將泥漿逐步加入到組方量完全熔融的聚酰胺，再經(jīng)擠出造粒得到聚 酰胺/納米蒙脫土母料。其制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，但該方法是在聚酰胺熔融后再加入蒙 脫土泥漿，會導(dǎo)致蒙脫土泥漿未來得及與共聚物完全混合，其層間的水便因高溫氣化，進而 蒙脫土不能很好分散至聚酰胺中，從而產(chǎn)品性能提升有限；另外，蒙脫土泥漿在加料方式上 需要增加一定壓力才能將泥漿注入雙螺桿，同時由于雙螺桿的加工段短，中途增加了蒙脫土 泥漿的喂料區(qū)間，就需要增加雙螺桿長度，造成工藝更復(fù)雜，成本更高。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種拉伸強度和沖擊強度同時 提升，并且制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，易推廣的PLA納米復(fù)合材料及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種PLA納米復(fù)合材料，所述PLA納米復(fù)合材料是 由混料經(jīng)熔融共混制得；所述混料包括PLA，PLA顆粒上結(jié)合有納米材料和液體介質(zhì)。

上述方案中，制備PLA納米復(fù)合材料采用將PLA顆粒與納米材料、液體介質(zhì)共同進料 的方式制得。PLA顆粒之間與通過納米材料和液體介質(zhì)聯(lián)結(jié)，形成一種不分層的共混物。此 種方式很好解決了傳統(tǒng)方式中，PLA與納米材料共混，納米材料打滑無法共同進料的問題。

進一步的，所述納米材料包括片狀納米材料、纖維狀納米材料、顆粒狀納米材料中的一 種或多種，優(yōu)選納米氧化硅、納米氧化鋅、碳納米纖維、納米氧化鎢、納米硅中的一種或多 種。