[發明專利]黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110060846.4
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112874049A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王萍;宋雪旸;張巖;李媛媛;徐嵐;劉福娟
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B32B9/02
• 分類號: B32B9/02;B32B9/04;B32B27/12;B32B27/36;C08L67/04;C08K3/22;C08K3/36;C08K9/06;C08J5/18
• 代理公司: 蘇州隆恒知識產權代理事務所(普通合伙) 32366
• 代理人: 周子軼

本發明公開了一種黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料及其制備方法，所述黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料是由聚乳酸復合膜和黃麻纖維布交替層疊而成。其中，所述聚乳酸復合膜的層數和所述黃麻纖維布的層數之和大于或等于3。每層所述聚乳酸復合膜的厚度在0.6?0.8mm之間。所述聚乳酸復合膜由硬質粒子添加至聚乳酸中制備而得，所述硬質粒子包括碳納米管、納米二氧化硅和納米二氧化鈦中的一種或多種。本發明黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料具有高韌性和優異的抗沖擊性能，可生物降解并且無毒、成本低廉、工藝簡單，可廣泛應用于工業和日常生活的多個領域。

技術領域

本發明涉及紡織品技術領域領域，具體的是一種黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著經濟社會的不斷發展，人們的生產和生活對化石能源的依賴越來越緊密。但目前石油、煤炭等不可再生能源十分緊缺，對環境污染也十分嚴重，因此必須尋找可替代石油的綠色資源，以緩解資源短缺的壓力。

近年來，聚乳酸(PLA)以其優異的生物可降解性在可降解材料領域備受關注。聚乳酸是一種由乳酸單體聚合而成的熱塑性樹脂，具有優良的生物降解性、生物吸收性和生物相容性，且原材料完全可再生。黃麻纖維具有較高的比強度和模量，密度低、生長周期短且來源廣泛。

現有技術中，將聚乳酸和黃麻纖維進行復合，制成聚乳酸-黃麻復合材料，以期得到具有較好力學性能和熱性能、無毒且具有生物降解性的復合材料。

但是，現有技術中這種聚乳酸-黃麻復合材料，其韌性較低，限制了其使用范圍。

因此，需要對現有的聚乳酸-黃麻復合材料做出進一步改進，以提高其力學性能，拓寬其應用領域。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，本發明提供了一種黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料及其制備方法，其具有高韌性和優異的抗沖擊性能，可生物降解并且無毒、成本低廉、工藝簡單，可廣泛應用于工業和日常生活的多個領域。

本發明公開了一種黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料，所述黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料是由聚乳酸復合膜和黃麻纖維布交替層疊而成；采用聚乳酸復合膜和黃麻纖維布兩種材料可以使復合材料的生物相容性好，成本低廉。

其中，所述聚乳酸復合膜的層數和所述黃麻纖維布的層數之和大于或等于3；層疊三層以上能夠保證復合材料具有較好的力學性能。

每層所述聚乳酸復合膜的厚度在0.6-0.8mm之間，從而能夠保證聚乳酸復合膜和黃麻纖維布之間粘合性較好，提高復合材料的綜合性能。

所述聚乳酸復合膜由硬質粒子添加至聚乳酸中制備而得，所述硬質粒子包括碳納米管、納米二氧化硅和納米二氧化鈦中的一種或多種。硬質納米粒子具有尺寸小、比表面積大及功能豐富等優點，與聚乳酸共混后，能夠提高復合材料的力學性能以及賦予復合材料新的功能。

作為優選，所述聚乳酸和所述硬質粒子的質量比為1:(0.001-0.01)，從而使聚乳酸復合膜能夠保持較好的韌性和強度。

作為優選，所述硬質粒子的粒徑為5-500nm。

作為優選，所述黃麻纖維布為脫膠處理后的黃麻針刺布。

本發明還提供了一種黃麻增強聚乳酸基綠色復合材料的制備方法，包括以下步驟：

取總量二分之一的二氯甲烷溶劑與聚乳酸混合，得到0.15-0.2g/mL的聚乳酸溶液；通過控制聚乳酸溶液的濃度，使聚乳酸溶液與硬質粒子或硅烷偶聯劑改性后的硬質粒子混合后，能夠保持合適的粘稠度，在易于混合均勻的基礎上，能夠放置硬質粒子或硅烷偶聯劑改性后的硬質粒子發生沉積。

取剩余量的二氯甲烷溶劑與硬質粒子或硅烷偶聯劑改性后的硬質粒子超聲混合，得到懸浮液；采用二氯甲烷溶劑將硬質粒子或硅烷偶聯劑改性后的硬質粒子預分散，再與聚乳酸溶液混合，能夠使分散效果更好。