CN105733216A - 一种聚乳酸改性增强复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸改性增强复合材料，由聚乳酸和改性粒料共混组成，其中0％<改性粒料的重量百分比≤7％，余量为聚乳酸；所述改性粒料由尼龙6和环氧树脂共混组成，尼龙6：环氧树脂＝100：3?5。其制备工艺包括是：取所述配比的尼龙6和环氧树脂并混合，将混合物熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，制得改性粒料；在聚乳酸中加入所述比例的改性粒料，均匀混合，将混合物熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。本发明具有较高的抗拉伸强度和抗冲击强度，此外，还具有较好的吸水性和易生物降解性。

Description

一种聚乳酸改性增强复合材料
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸材料，特别是一种聚乳酸改性增强复合材料。
背景技术
聚乳酸(PLA)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料，聚乳酸是目前产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物基塑料，是最有前途环境友好的高分子材料之一，因具有较好的可再生性、可降解性、生物相容性以、加工性能被认为是替代传统聚烯烃的最佳选择。但是由于聚乳酸热稳定性韧性差，使其在抗拉伸强度和抗冲击强度方面表现较差，限制了其在多方面的应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种聚乳酸改性增强复合材料。本发明具有较高的抗拉伸强度和抗冲击强度，此外，还具有较好的吸水性和易生物降解性。
本发明的技术方案：一种聚乳酸改性增强复合材料，由聚乳酸和改性粒料共混组成，其中0％<改性粒料的重量百分比≤7％，余量为聚乳酸；所述改性粒料由尼龙6和环氧树脂共混组成，尼龙6：环氧树脂＝100：3-5。
前述的聚乳酸改性增强复合材料，改性粒料的重量百分比为5％，余量为聚乳酸。
前述的聚乳酸改性增强复合材料，所述尼龙6为低熔点尼龙6。
前述的聚乳酸改性增强复合材料，其制备工艺包括如下步骤：
制备改性粒料：取所述配比的尼龙6和环氧树脂并混合，将混合物熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得改性粒料；
制备复合材料：在聚乳酸中加入所述比例的改性粒料，均匀混合，将混合物熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。
前述的聚乳酸改性增强复合材料，所述熔融挤出是在165-195℃下进行。
本发明的有益效果：本发明通过在聚乳酸中添加少量尼龙6作为增强材料，并采用环氧树脂作为相容剂，提高了聚乳酸材料的抗冲击强度和抗拉伸强度。实验证明：抗冲击强度的平均值从2.5KJ/m2提高到了3.7KJ/m2，提高了48％，抗拉伸强度的平均值从60MPa提高到了66.6MPa，提高了11％。此外，由于尼龙6具有一定的吸水性，添加以后提高了聚乳酸材料的吸水性，有利于聚乳酸的生物降解。综上所述，本发明制备的聚乳酸改性增强复合材料具有较高的抗拉伸强度和抗冲击强度，此外，还具有较好的吸水性和易生物降解性。
为进一步说明本发明的有益效果，申请人做了如下实验：
对比例：将聚乳酸粒料在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，然后放入鼓风干燥箱烘干，再放入注塑机注塑即得聚乳酸标准样条。
将经本实施例制得的复合材料样品分别放在济南耐而试验有限公司生产的WDW-10C万能试验机和东莞源科检测仪器有限公司生产的k-5033型冲击试验机上，分别按GB/T1040-2006标准和GB/T1843-2008标准进行抗拉伸性能测试和抗冲击强度测试，测试结果如附图1和附图2中的“1号”所示。
实验例
抗拉伸强度测试：取两组样品，每组5-8根样条，其中第一组为本发明对比例制备得到的聚乳酸材料样品，第二组为经本发明实施例3制备得到的聚乳酸材料样品，两组样品均在济南耐而试验有限公司生产的WDW-10C万能试验机上按GB/T1040-2006标准进行拉伸性能测试，设定拉伸速率为50mm/min，将每组样条的抗拉伸强度分别取平均值，得第一组样品的抗拉伸强度的平均值为2.5KJ/m2，第二组样品的抗拉伸强度的平均值为3.7KJ/m2。
由以上结果可以看出：在聚乳酸中添加低熔点尼龙6和环氧树脂后，聚乳酸材料的抗拉伸强度提高了48％。
抗冲击强度测试：取两组样品，每组5-8根样条，其中第一组为本发明对比例制备得到的聚乳酸材料样品，第二组为经本发明实施例3制备得到的聚乳酸材料样品，两组样品均在东莞源科检测仪器有限公司生产的k-5033型冲击试验机上按照GB/T1843-2008标准进行缺口冲击强度测试，样品在万能制样机上制得V型缺口试样，缺口深2mm、缺口尖角半径为0.25mm，冲击的速率为3.5m/s，将每组样条的抗冲击强度分别取平均值，得第一组样品的抗冲击强度的平均值为60MPa，第二组样品的抗冲击强度的平均值为66.6MPa。
由以上结果可以看出：在聚乳酸中添加低熔点尼龙6和环氧树脂后，聚乳酸材料的抗冲击强度提高了11％。
附图说明
附图1为聚乳酸材料的抗拉伸强度图(图中1号为经对比例制得的聚乳酸材料的抗拉伸强度，2号、3号、4号和5号分别对应经本发明的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的聚乳酸材料的抗拉伸强度)；
附图2为聚乳酸材料的抗冲击强度图(图中1号为经对比例制得的聚乳酸材料的抗冲击强度，2号、3号、4号和5号分别对应经本发明的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的聚乳酸材料的抗冲击强度)。
具体实施方式
本发明的实施例
实施例1：取低熔点尼龙6(低熔点尼龙6是将尼龙6和氯化钙按97:3的质量比混合，然后在210-240℃加热熔融，制备得低熔点尼龙6)和环氧树脂，将其以质量比低熔点尼龙6：环氧树脂＝100:3混合并在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，得改性粒料，将聚乳酸与改性粒料以质量比99:1均匀混合，将混合物在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。
将经本实施例制得的复合材料样品分别放在济南耐而试验有限公司生产的WDW-10C万能试验机和东莞源科检测仪器有限公司生产的k-5033型冲击试验机上，分别按GB/T1040-2006标准和GB/T1843-2008标准进行抗拉伸性能测试和抗冲击强度测试，测试结果如附图1和附图2中的“2号”所示。
实施例2：取低熔点尼龙6和环氧树脂，将其以质量比低熔点尼龙6：环氧树脂＝100:4混合并在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，得改性粒料，将聚乳酸与改性粒料以质量比97:3均匀混合，将混合物在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。
将经本实施例制得的复合材料样品分别放在济南耐而试验有限公司生产的WDW-10C万能试验机和东莞源科检测仪器有限公司生产的k-5033型冲击试验机上，分别按GB/T1040-2006标准和GB/T1843-2008标准进行抗拉伸性能测试和抗冲击强度测试，测试结果如附图1和附图2中的“3号”所示。
实施例3：取低熔点尼龙6和环氧树脂，将其以质量比低熔点尼龙6：环氧树脂＝100:5混合并在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，得改性粒料，将聚乳酸与改性粒料以质量比95:5均匀混合，将混合物在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。
将经本实施例制得的复合材料样品分别放在济南耐而试验有限公司生产的WDW-10C万能试验机和东莞源科检测仪器有限公司生产的k-5033型冲击试验机上，分别按GB/T1040-2006标准和GB/T1843-2008标准进行抗拉伸性能测试和抗冲击强度测试，测试结果如附图1和附图2中的“4号”所示。
实施例4：取低熔点尼龙6和环氧树脂，将其以质量比低熔点尼龙6：环氧树脂＝100:3混合并在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，得改性粒料，将聚乳酸与改性粒料以质量比93:7均匀混合，将混合物在165-195℃下熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。
将经本实施例制得的复合材料样品分别放在济南耐而试验有限公司生产的WDW-10C万能试验机和东莞源科检测仪器有限公司生产的k-5033型冲击试验机上，分别按GB/T1040-2006标准和GB/T1843-2008标准进行抗拉伸性能测试和抗冲击强度测试，测试结果如附图1和附图2中的“5号”所示。

Claims (5)

1.一种聚乳酸改性增强复合材料，其特征在于：由聚乳酸和改性粒料共混组成，其中0％<改性粒料的重量百分比≤7％，余量为聚乳酸；所述改性粒料由尼龙6和环氧树脂共混组成，尼龙6：环氧树脂＝100：3-5。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸改性增强复合材料，其特征在于：改性粒料的重量百分比为5％，余量为聚乳酸。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸改性增强复合材料，其特征在于：所述尼龙6为低熔点尼龙6。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚乳酸改性增强复合材料，其特征在于：其制备工艺包括如下步骤：
制备改性粒料：取所述配比的尼龙6和环氧树脂并混合，将混合物熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得改性粒料；
制备复合材料：在聚乳酸中加入所述比例的改性粒料，均匀混合，将混合物熔融挤出，将挤出物牵引至切粒机中切粒，即得聚乳酸改性增强复合材料。
5.根据权利要求4所述的聚乳酸改性增强复合材料，其特征在于：所述熔融挤出是在165-195℃下进行。
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