CN101591467A - 一种聚乳酸基木/塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以可完全降解聚合物聚羟基脂肪酸酯为增韧剂的聚乳酸基木/塑复合材料及其制备方法。聚乳酸是一种性能优异的热塑性聚酯，但由于聚乳酸固有脆性大，使得制备的基木/塑复合材料制品的应用范围严重受限。本发明提供的一种聚乳酸基木/塑复合材料，由45－85份的聚乳酸、10－30份的木粉和5－25份的聚羟基脂肪酸酯按照重量配比组成总和100份，在高速搅拌机上将原料混合均匀后，在双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出物冷却后，经造粒机切粒，得到粒料，制得聚羟基脂肪酸酯为增韧剂的聚乳酸基木/塑复合材料。本发明在保持原有拉伸强度的前提下，提高冲击强度，并且可完全环境降解，大幅度扩大了材料的应用范围。

Description

一种聚乳酸基木/塑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物降解高分子领域，涉及一种以可完全降解聚合物聚羟基脂肪酸酯为增韧剂的聚乳酸基木/塑复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，废弃高分子材料给人类赖以生存的环境带来严重的白色污染，世界各国的木材资源急剧减少，木材质量严重下降，与此同时，世界各国对木材资源的需求量急剧增加，为减少废弃高分子材料带来的环境污染，同时充分利用木材加工过程产生的边角料，降低材料的成本，研究者以植物纤维或粉末(木材粉、竹粉、花生壳、稻壳、秸秆等)为填料，与高聚物复合，制备木/塑复合材料(WPC)。与单一木质材料或塑料产品相比，木/塑复合材料制品具有木质感，性能更加优越，与循环经济、绿色环保、节约能源等密切相关，广泛应用在建筑、交通、汽车、轻工等领域。
目前国内外研究、开发和生产的木/塑复合材料(WPC)主要是以不可降解的聚合物(热塑性的聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等和热固性的酚醛树脂、脲醛树脂等)为基材的，一方面耗费大量的石油资源，另一方面制品废弃后产生严重的二次污染，而聚乳酸(PLA)是一种性能优异的热塑性聚酯，如果利用木粉和聚乳酸进行复合，不仅可以降低聚乳酸的成本，还能够克服传统木塑复合材料的缺点，可以得到价廉物美的绿色环保复合材料，该方案在专利号为“CN200710038053.2”名称为“聚乳酸基可塑性木塑复合材料的制备方法”的专利文件中已经公开，但是，由于聚乳酸固有脆性大，制品应用范围严重受限。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚乳酸基木/塑复合材料及其制备方法，以克服现有技术存在的制品应用范围严重受限的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种聚乳酸基木/塑复合材料，由以下重量份的原料组成：
聚乳酸：45-85份；
木粉：10-30份；
聚羟基脂肪酸酯：5-25份。
上述聚乳酸是乳酸的缩聚物；上述木粉是木材粉、竹粉、花生壳粉、稻壳粉和秸秆粉中的一种或是几种的混合物。
上述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯或聚羟基己酸酯。
上述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯或聚羟基己酸酯的二元或三元共混物或共聚物。
上述聚乳酸基木/塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述重量配比原料组成总和100份；(2)在高速搅拌机上将原料混合均匀，高速搅拌机的转速为1500-3000转/分钟，再将混合物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，螺杆温度为130-160℃，螺杆转速为300-800转/分钟，挤出物冷却后，经造粒机切粒，得到粒料，将粒料在真空烘箱中50-80℃干燥24-60小时，制得聚羟基脂肪酸酯为增韧剂的聚乳酸基木/塑复合材料。
本发明相对于现有技术，通过加入可降解的聚羟基脂肪酸酯作为增韧剂来制备聚乳酸基木/塑复合材料，在保持原有拉伸强度的前提下，提高冲击强度，并且其韧性良好、表面光滑、成本低廉、可完全环境降解，该复合材料可用作环保材料、建筑材料、包装材料和装饰材料等，大幅度扩大了材料的应用范围。
具体实施方式：
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述，实施例只是对本发明的进一步说明，而不局限于本发明保护的范围。
实施例1：
一种聚乳酸基木/塑复合材料，是由以下方法制备完成：
(1)备料：原料组成按重量计，聚乳酸45份，木材粉与秸秆粉混合物20份，聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯二元共混物35份；
(2)制备：先将聚乳酸45份，木材粉与秸秆粉混合物20份，聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯二元共混物35份在高速搅拌机上混合均匀，高速搅拌机的转速为1500转/分钟，然后将混合物料放入双螺杆挤出机中挤出，螺杆温度为130/140/145/145/145/140℃，转速为400转/分钟，挤出物冷却后，经切粒机切粒，得到粒料，然后在真空烘箱中进行干燥，烘箱温度为55℃，干燥50小时后，得聚乳酸基木/塑复合材料。
实施例2：
一种聚乳酸基木/塑复合材料，是由以下方法制备完成：
(1)备料：原料组成按重量计，聚乳酸80份，花生壳、稻壳与秸秆粉混合物10份，聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯二元共混物5份；
(2)制备：先将聚乳酸65份，花生壳、稻壳与秸秆粉混合物10份，聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯二元共混物25份在高速搅拌机上混合均匀，高速搅拌机的转速为2000转/分钟，然后将混合物料放入双螺杆挤出机中挤出，螺杆温度为140/145/150/150/165/160℃，转速为800转/分钟，挤出物冷却后，经切粒机切粒，得到粒料，然后在真空烘箱中进行干燥，烘箱温度为80℃，干燥24小时后，得聚乳酸基木/塑复合材料。
实施例3：
一种聚乳酸基木/塑复合材料，是由以下方法制备完成：
(1)备料：原料组成按重量计，聚乳酸65份，木材粉10份，聚羟基丁酸酯和聚羟基己酸酯二元共混物25份；
(2)制备：先将聚乳酸65份，木材粉10份，聚羟基丁酸酯和聚羟基己酸酯二元共混物25份在高速搅拌机上混合均匀，高速搅拌机的转速为2500转/分钟，然后将混合物料放入双螺杆挤出机中挤出，螺杆温度为130/135/140/140/135/135℃，螺杆转速为600转/分钟，挤出物冷却后，经切粒机切粒，得到粒料，然后在真空烘箱中进行干燥，烘箱温度为65℃，干燥36小时后，得到韧性良好的聚羟基脂肪酸酯增韧的聚乳酸基木/塑复合材料。
上述实施例中以实施例3为最佳实施方式。并且测试材料的冲击强度、拉伸强度后发现，采用在保持原有拉伸强度的前提下，增韧效果良好。
冲击强度：2.6kJ/m2(增韧前)，6.1kJ/m2(增韧后)；
拉伸强度：44.4MPa(增韧前)，42.8MPa(增韧后)。

Claims (5)

1、一种聚乳酸基木/塑复合材料，由以下重量份的原料组成：
聚乳酸：45-85份；
木粉：10-30份；
聚羟基脂肪酸酯：5-25份。
2、根据权利要求1所述的一种聚乳酸基木/塑复合材料，其特征在于：所述聚乳酸是乳酸的缩聚物；所述木粉是木材粉、竹粉、花生壳粉、稻壳粉和秸秆粉中的一种或是几种的混合物。
3、根据权利要求2所述的一种聚乳酸基木/塑复合材料，其特征在于：所述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯或聚羟基己酸酯。
4、根据权利要求2所述的一种聚乳酸基木/塑复合材料，其特征在于：上述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯或聚羟基己酸酯的二元或三元共混物或共聚物。
5、一种权利要求1所述的聚乳酸基木/塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述重量配比原料组成总和100份；(2)在高速搅拌机上将原料混合均匀，高速搅拌机的转速为1500-3000转/分钟，再将混合物料在双螺杆挤出机中熔融挤出，螺杆温度为130-160℃，螺杆转速为300-800转/分钟，挤出物冷却后，经造粒机切粒，得到粒料，将粒料在真空烘箱中50-80℃干燥24-60小时，制得聚乳酸基木/塑复合材料。
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