CN104327476A - 一种聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚合物复合材料领域，特别涉及聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料及其制备方法。将占复合材料总量0.1wt%～15wt%的磷酸酯与1wt%～60wt%的纤维素用捏合机于120～150℃下机械混合；然后将混合物与干燥好的占复合材料总量25wt%～98.9wt%的聚碳酸亚丙酯进行熔融共混，得到聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料。磷酸酯的加入，一方面可以促进纤维素在聚碳酸亚丙酯中的分散，提高两者的相容性，另一方面其本身也可以改善聚碳酸亚丙酯的热稳定性、玻璃化转变温度。这样在磷酸酯和纤维素的协同作用下，使得聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度、热稳定性和力学性能都能够得到明显提高，从而提升了聚碳酸亚丙酯的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于聚合物复合材料领域，特别涉及一种聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料及其制备方法。
技术背景
聚碳酸亚丙酯是由二氧化碳和环氧丙烷共聚合成的脂肪族聚碳酸酯，在自然环境中或强制性堆肥的条件下可以实现完全生物降解，此外，聚碳酸亚丙酯是一类无色透明固体，无毒，无味，具有柔韧性高、气体透过率低、生物相容性好等特点，可以用作脆性材料的增韧剂、用作食品及药品的包装保鲜膜、用作药物缓释载体等。但是，由于聚碳酸亚丙酯的分子链较为柔顺、分子间作用力弱，它在常温下处于无定形态，是一种非结晶性高聚物，加工性能不够理想；其在受热时还容易发生由分子链末端的羟基引起的解拉链降解，热稳定性较差。以上缺点在很大程度上限制了聚碳酸亚丙酯的推广使用。
为了提升聚碳酸亚丙酯的应用价值，使其能够应用于更多领域，需要对其进行改性。目前，人们主要采用共混改性来提高聚碳酸亚丙酯的性能。孟跃中等（J Appl.Polym.Sci.,2006,99,782–787）制备了聚碳酸亚丙酯/木屑共混物，木屑的加入使得聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度提高10℃，拉伸强度提高了大约16%，热稳定性也有所提高；李晓红等（J Poly Sci Part B:PolymPhys,2004,42,666）用木质纤维素纤维对聚碳酸亚丙酯进行改性研究，木质纤维素纤维的加入，同样使得共混物的玻璃化转变温度(共混物中含40wt%木质纤维素时，提高6.5℃)和热稳定性(共混物中含40wt%木质纤维素时，提高40℃)得到提高；虽然通过纤维素能够在一定程度上提高聚碳酸亚丙酯的性能，但由于纤维素和聚碳酸亚丙酯之间相容性较差，容易在基体中团聚，所以聚碳酸亚丙酯性能的改善并没有取得突破性进展，其应用仍然受到了限制。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，以大幅提高聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度、力学性能和热稳定性。
本发明的目的之二是提供一种聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料的制备方法。
本发明的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料是由以下原料经熔融共混后制备得到的，在熔融共混之前各组分原料及含量为：
聚碳酸亚丙酯 25wt%～98.9wt% （优选为40wt%～95wt%）
纤维素 1wt%～60wt% （优选为4.5wt%～50wt%）
磷酸酯 0.1wt%～15wt% （优选为0.5wt%～10wt%）
所述的聚碳酸亚丙酯可为各种分子量及分子量分布的聚碳酸亚丙酯。
所述的纤维素选自棉、麻、木浆植物纤维中的一种或几种。
所述的磷酸酯选自烷基磷酸单酯、烷基磷酸二酯、烷基磷酸三酯、芳基磷酸单酯、芳基磷酸双酯、芳基磷酸三酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸双酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸双酯、硅氧烷磷酸单酯、硅氧烷磷酸双酯、烷基醇酰胺磷酸单酯、烷基醇酰胺磷酸双酯中的一种或几种。
所述的烷基中的碳链长度为碳原子数4～18。
所述的芳基中的苯环的个数为1～3。
所述的苯环中的碳原子数为6～30。
本发明的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料是采用熔融共混的方法进行制备得到的，该制备方法包括以下步骤：
1）将占复合材料总量0.1wt%～15wt%（优选为0.5wt%～10wt%）的磷酸酯与1wt%～60wt%（优选为4.5wt%～50wt%）的纤维素用捏合机于120～150℃下进行机械混合；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量25wt%～98.9wt%（优选为40wt%～95wt%）的聚碳酸亚丙酯进行熔融共混，得到所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料；
所述的熔融共混可在温度为80～240℃之间进行。
所述的熔融共混可在开炼机、密炼机或双螺杆挤出机中进行。
聚碳酸亚丙酯是由二氧化碳为原料合成的具有生物相容性的可生物降解材料，聚碳酸亚丙酯的使用可以缓解目前由于温室效应以及白色污染产生的环境污染问题；但是由于聚碳酸亚丙酯分子链上有大量的酯基且是完全无定形聚合物，致使聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度，热稳定性和力学性能等较差，应用受到限制。而纤维素广泛存在于自然界中，价格低廉，密度小，具有较高的拉伸强度和模量，同时具有耐摩擦，耐腐蚀和生物降解等特性。由于纤维素分子链中含有大量的羟基，可以和聚碳酸亚丙酯中的羰基和端羟基形成氢键，从而能够使得聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度，热稳定性和力学性能等得到改善。
由于纤维素本身具有很强的氢键，在熔融共混的过程中不容易分散，和聚碳酸亚丙酯基体材料的相容性较差，所以对聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度和热稳定性的改善程度有限。而磷酸酯的加入，一方面可以促进纤维素在聚碳酸亚丙酯中的分散，提高两者的相容性，另一方面其本身也可以改善聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度和热稳定性（CN201210033179.1）。这样在磷酸酯和纤维素的协同作用下，使得聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度、热稳定性和力学性能都能够得到明显提高，从而提升了聚碳酸亚丙酯的应用价值。
本发明改善了聚碳酸亚丙酯和纤维素的相容性，同时在纤维素和磷酸酯的协同效应下，制备得到了具有较高玻璃化转变温度、热稳定性和力学性能的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料。另外，本发明的制备方法简便、易于操作、改性效果显著，具有较高的应用价值，适宜于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
对比例及实施例中的复合材料和聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度是通过动态机械分析仪测试得到（TA-Q800），测试温度范围为-20℃～90℃，测试速度为3℃/min。
对比例及实施例中的复合材料和聚碳酸亚丙酯的热降解温度是通过Perkin–Elmer Pyris1TGA热分析仪测试得到，测试温度范围为50℃～500℃，测试速度为20℃/min。
对比例及实施例中的复合材料和聚碳酸亚丙酯的拉伸强度是通过万能拉力机（INSTRON3365）测试得到，测试速度为5mm/min。
对比例1
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯与木浆纤维素按照重量比为95:5混合；
2）将步骤1）得到的混合物加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～170℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料及聚碳酸亚丙酯进行测定，可知聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度为32℃，而聚碳酸亚丙酯/纤维素木浆复合材料的玻璃化转变温度为35℃；通过Perkin–Elmer Pyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯的起始分解温度为205℃，而聚碳酸亚丙酯/纤维素木浆复合材料的起始分解温度为220℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯的拉伸强度为19MPa，而聚碳酸亚丙酯/纤维素木浆复合材料的拉伸强度为24MPa。
实施例1
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为95:4.5:0.5；将占复合材料总量0.5wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与4.5wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的95wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料及聚碳酸亚丙酯进行测定，可知聚碳酸亚丙酯的玻璃化转变温度为32℃，而聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的玻璃化转变温度为39℃；通过Perkin–Elmer Pyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯的起始分解温度为205℃，而聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的起始分解温度为270℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯的拉伸强度为19MPa，而聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的拉伸强度为27MPa。
对比例2
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯与木浆纤维素按照重量比为70:30混合；
2）将步骤1）得到的混合物加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～170℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料进行测定，可知聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的玻璃化转变温度为44℃；通过Perkin–ElmerPyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的起始分解温度为230℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的拉伸强度为33MPa。
实施例2
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为70:29:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与29wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的70wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料进行测定，可知聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的玻璃化转变温度为46℃；通过Perkin–ElmerPyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的起始分解温度为290℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的拉伸强度为34MPa。
实施例3
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为40:50:10；将占复合材料总量10wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与50wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的40wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料进行测定，可知聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的玻璃化转变温度为48℃；通过Perkin–ElmerPyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的起始分解温度为295℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的拉伸强度为35MPa。
实施例4
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯（单酯和双酯重量比为1:1的混合物）按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯（单酯和双酯的混合物）与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）于140℃下混合后得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度80℃～240℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料进行测定，可知聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的玻璃化转变温度为44℃；通过Perkin–ElmerPyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的起始分解温度为280℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料的拉伸强度为28MPa。
实施例5
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉纤维素与丁基磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:5:5；将占复合材料总量5wt%的丁基磷酸单酯与5wt%的棉纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为80℃～240℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料进行测定，可知聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料的玻璃化转变温度为42℃；通过Perkin–Elmer Pyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料的起始分解温度为285℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料的拉伸强度为26MPa。
实施例6
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉麻纤维素（棉纤维素和麻纤维素的重量比为1:1）与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为80:10:10；将占复合材料总量10wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与10wt%的棉麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的80wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料。
利用TA-Q800对聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料进行测定，可知聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料的玻璃化转变温度为46℃；通过Perkin–ElmerPyris1TGA分析得知，聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料的起始分解温度为290℃；通过拉伸仪测试可知，聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料的拉伸强度为28MPa。
实施例7
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为98.9:1:0.1；将占复合材料总量0.1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与1wt%的木浆纤维素用捏合机于120℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的98.9wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例8
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为25:60:15；将占复合材料总量15wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与60wt%的木浆纤维素用捏合机于120℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的25wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例9
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于120℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到开炼机中，并于80℃下进行熔融共混10分钟，产物在空气中冷却，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例10
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到开炼机中，并于160℃下进行熔融共混10分钟，产物在空气中冷却，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例11
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于150℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到开炼机中，并于240℃下进行熔融共混10分钟，产物在空气中冷却，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例12
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90%的聚碳酸亚丙酯加入到密炼机中，并于120℃下进行熔融共混10分钟，产物在空气中冷却，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例13
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到密炼机中，并于160℃下进行熔融共混10分钟，产物在空气中冷却，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例14
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单双酯（单酯和双酯的重量比为1:1）的混合物按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单双酯的混合物与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）于140℃下混合后得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到密炼机中，并于240℃下进行熔融共混10分钟，产物在空气中冷却，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例15
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉纤维素与丁基磷酸酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的丁基磷酸酯与9wt%的棉纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料。
实施例16
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉纤维素与二丁基磷酸酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的二丁基磷酸酯与9wt%的棉纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉纤维素复合材料。
实施例17
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉纤维素与三丁基磷酸酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的三丁基磷酸酯与9wt%的棉纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料。
实施例18
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，麻纤维素与苯基磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的苯基磷酸单酯与9wt%的麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/麻纤维素复合材料。
实施例19
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，麻纤维素与二苯基磷酸酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的二苯基磷酸酯与9wt%的麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/麻纤维素复合材料。
实施例20
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，麻纤维素与三苯基磷酸酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的三苯基磷酸酯与9wt%的麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/麻纤维素复合材料。
实施例21
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉麻纤维素（棉纤维素和麻纤维素的重量比为1:1）与脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯与9wt%的棉麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料。
实施例22
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉麻纤维素（棉纤维素和麻纤维素的重量比为1:1）与脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸双酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸双酯与9wt%的棉麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料。
实施例23
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，棉麻纤维素（棉纤维素和麻纤维素的重量比为1:1）与脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单双酯（单酯和双酯的重量比为1:1）的混合物按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单双酯的混合物与9wt%的棉麻纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）于140℃下混合后得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/棉麻纤维素复合材料。
实施例24
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与硅氧烷磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的硅氧烷磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例25
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与硅氧烷磷酸双酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的硅氧烷磷酸双酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例26
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与丁基醇酰胺磷酸单酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的丁基醇酰胺磷酸单酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
实施例27
1）将干燥好的聚碳酸亚丙酯，木浆纤维素与丁基醇酰胺磷酸双酯按照比例称重，其重量比为90:9:1；将占复合材料总量1wt%的丁基醇酰胺磷酸双酯与9wt%的木浆纤维素用捏合机于140℃下混合1小时；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量的90wt%的聚碳酸亚丙酯加入到双螺杆挤出机中，在温度为90℃～220℃之间进行熔融共混挤出造粒，得到聚碳酸亚丙酯/木浆纤维素复合材料。
Claims (10)
1.一种聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是，所述的复合材料是由以下原料经熔融共混后制备得到的，在熔融共混之前各组分原料及含量为：
聚碳酸亚丙酯 25wt%～98.9wt%
纤维素 1wt%～60wt%
磷酸酯 0.1wt%～15wt%。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的聚碳酸亚丙酯的含量为40wt%～95wt%。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的纤维素的含量为4.5wt%～50wt%。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的磷酸酯的含量为0.5wt%～10wt%。
5.根据权利要求1或3所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的纤维素选自棉、麻、木浆植物纤维中的一种或几种。
6.根据权利要求1或4所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的磷酸酯选自烷基磷酸单酯、烷基磷酸二酯、烷基磷酸三酯、芳基磷酸单酯、芳基磷酸双酯、芳基磷酸三酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸双酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸双酯、硅氧烷磷酸单酯、硅氧烷磷酸双酯、烷基醇酰胺磷酸单酯、烷基醇酰胺磷酸双酯中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的烷基中的碳链长度为碳原子数4～18；
所述的芳基中的苯环的个数为1～3。
8.根据权利要求7所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料，其特征是：所述的苯环中的碳原子数为6～30。
9.一种权利要求1～8任意一项所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：
1）将占复合材料总量0.1wt%～15wt%的磷酸酯与1wt%～60wt%的纤维素用捏合机于120～150℃下进行机械混合；
2）将步骤1）得到的混合物与干燥好的占复合材料总量25wt%～98.9wt%的聚碳酸亚丙酯进行熔融共混，得到所述的聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征是：所述的熔融共混是在温度为80～240℃之间进行。
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| CN201310308828.9A CN104327476A (zh) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | 一种聚碳酸亚丙酯/纤维素复合材料及其制备方法 |
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| CN102558613A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-11 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 一种天然植物纤维素增强热塑性塑料复合材料的制备方法 |
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2013
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| Title |
|---|
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| 焦建: "全降解聚甲基乙撑碳酸酯基复合材料的制备与性能研究", 《博士学位论文》 * |
| 王华山等: "纤维素/聚碳酸亚丙酯多元醇共混膜的包装性能研究", 《包装工程》 * |
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