CN105820522B - 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105820522B
CN105820522B CN201610209656.3A CN201610209656A CN105820522B CN 105820522 B CN105820522 B CN 105820522B CN 201610209656 A CN201610209656 A CN 201610209656A CN 105820522 B CN105820522 B CN 105820522B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium sulfate
sulfate crystal
crystal whiskers
activeness
quietness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610209656.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105820522A (zh
Inventor
杨继年
杨双萍
朱金波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Suhu New Material Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Anhui University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Science and Technology filed Critical Anhui University of Science and Technology
Priority to CN201610209656.3A priority Critical patent/CN105820522B/zh
Publication of CN105820522A publication Critical patent/CN105820522A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105820522B publication Critical patent/CN105820522B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/04Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/04Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/004Additives being defined by their length

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸49~89.9%,复合母料10~50%,抗氧剂0.1~2%;其中复合母料为采用表面处理后的硫酸钙晶须进行改性聚乳酸。本发明还公开了上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法。本发明采用适当表面预处理的硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸,使硫酸钙晶须在聚乳酸基体中均匀分散,提高聚乳酸的冲击韧性、抗拉强度,改善其加工性能。

Description

一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚乳酸技术领域,尤其涉及一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乳酸是(PLA)一种人工合成的热塑性树脂,具有优异的生物相容性和可吸收性,在生物医学领域应用广泛。PLA具有的植物原料的可再生性和可完全生物降解的特性,决定了其在日常生活和工业领域同样具有巨大的应用潜力。然而,PLA的柔韧性很差、冲击韧性低和尤为明显的低温脆性,在很大程度上限制了其产品的应用领域。尽管诸多文献表明,通过添加增塑剂或引入热塑性弹性体是提高其韧性最有有效的手段,但往往是以牺牲材料的强度和刚度为代价的。
硫酸钙晶须是一种由人工合成的无机晶须,具有优异的物化和力学性能,且尺寸微细,易与聚合物复合,在增强增韧的同时不会显著影响熔体的流动性。其作为新型无机材料,市场前景极为广阔,已成为性价比最高的晶须材料之一,广泛应用于制备聚合物复合材料,以提高其强度和韧性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法,本发明采用适当表面预处理的硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸,使硫酸钙晶须在聚乳酸基体中均匀分散,提高聚乳酸的冲击韧性、抗拉强度,改善其加工性能,
本发明提出的一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸49~89.9%,复合母料10~50%,抗氧剂0.1~2%;其中复合母料为采用表面处理后的硫酸钙晶须进行改性聚乳酸。
优选地,复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为48~52wt%,优选为50wt%。
优选地,复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,搅拌2~4h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料。
优选地,复合母料的制备方法中,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:1.5~2.5,优选为1:2。
优选地,表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将偶联剂加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,升温至48~52℃,接着搅拌2~4h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
优选地,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为1.5~2.5:100,优选为2:100。
优选地,偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硬脂酸中的一种或两种以上组合物。
优选地,硫酸钙晶须的平均直径为1~8μm,平均长度为30~200μm,平均长径比为10~200。
优选地,聚乳酸的熔融指数为10~20g/10min,密度为1.0~1.5g/cm3
优选地,聚乳酸的熔融指数为15g/10min,密度为1.25g/cm3
优选地,抗氧剂为Irganox1010和/或Irgafos168。
本发明还提出的上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
优选地,熔融共混挤出造粒过程中,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为145~155℃、170~180℃、178~182℃、183~187℃、172~178℃,优选为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃。
硫酸钙晶须与α-Al2O3晶须、β-SiC晶须、K2Ti6O13晶须相比,其价格优势非常明显,仅为α-Al2O3晶须、β-SiC晶须的1%,也不到K2Ti6O13晶须的三分之一;虽然CSW的抗拉强度和模量相对较低,但也要远高于工程塑料的力学性能,因此广泛用于增强增韧改性聚合物复合材料。
本发明中,硫酸钙晶须经过偶联剂的表面处理后,能够使其与聚乳酸之间形成良好的界面结合,改善硫酸钙晶须在基体中的分散状况;在受到外力作用时,具有更高强度的硫酸钙晶须能够承担更高的应力而使得复合材料具有更高的抗拉强度;此外,复合体系在外加高速载荷的作用下,硫酸钙晶须的存在会阻碍聚乳酸基体发生塑性变形过程,同时利用两者间的界面解离过程吸收大量的能量,使冲击韧性得到显著提高。硫酸钙晶须在基体中的分散越均匀,与聚乳酸的界面结合越紧密,其对力学性能的提高幅度越显著。
采用其他无机粒子进行改性聚乳酸:
1、硫酸钙改性聚乳酸:聚乳酸的拉伸强度随硫酸钙的增加呈逐渐下降趋势,缺口冲击韧性先增加后降低,在20%时达到最大值,从2.6提高到3kJ/m2;而在聚乳酸/硫酸钙(40%)的体系中添加10%的增韧剂或增塑剂后,其缺口冲击强度可提高至6~7kJ/m2
2、碳酸钙粒子改性聚乳酸:添加30wt%碳酸钙粒子时,冲击韧性达到最大值,约为18~20kJ/m2,拉伸强度随碳酸钙含量的增加而下降。
总体而言,在采用熔融共混工艺制备无机粒子/聚乳酸复合材料的研究中,无机粒子的引入一般会导致材料的抗拉强度的降低;若无机粒子经过适当的表面预处理后,能在一定程度上提高材料的冲击韧性,但增幅普遍较低,很难超过50%。
但本发明由于硫酸钙晶须具有更大的长径比,对聚乳酸的增强增韧效果要明显高于无机粒子,且其尺寸细小,即使添加较高的含量,也不会显著降低复合体系的熔体流动速率,即不会影响材料的加工流动性,因此本发明所得硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的性能远远优于其他无机粒子改性聚乳酸复合材料。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸89%,复合母料10%,Irganox1010 0.5%,Irgafos168 0.5%;
聚乳酸的熔融指数为10g/10min,密度为1.25g/cm3
复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:2,搅拌3h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料;复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为50wt%。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将硅烷偶联剂KH550加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,硅烷偶联剂KH550与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为1μm,平均长度为200μm,平均长径比为200,升温至50℃,接着搅拌4h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
本发明还提出的上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
实施例2
本发明提出的一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸79%,复合母料20%,Irganox1010 0.5%,Irgafos168 0.5%;
聚乳酸的熔融指数为20g/10min,密度为1.25g/cm3
复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:2,搅拌4h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料;复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为50wt%。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将硅烷偶联剂KH560加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,硅烷偶联剂KH560与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为8μm,平均长度为80μm,平均长径比为10,升温至50℃,接着搅拌3h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
本发明还提出的上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
实施例3
本发明提出的一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸69%,复合母料30%,Irganox1010 0.5%,Irgafos168 0.5%;
聚乳酸的熔融指数为12g/10min,密度为1.25g/cm3
复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:2,搅拌4h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料;复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为50wt%。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将硬脂酸加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,硬脂酸与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为6μm,平均长度为90μm,平均长径比为15,升温至50℃,接着搅拌2h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
本发明还提出的上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
实施例4
本发明提出的一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸59%,复合母料40%,Irganox1010 0.5%,Irgafos168 0.5%;
聚乳酸的熔融指数为18g/10min,密度为1.25g/cm3
复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:2,搅拌2h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料;复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为50wt%。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将偶联剂加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液,其中偶联剂由硅烷偶联剂KH550和硬脂酸按重量比为1:2混合得到;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,平均长度为180μm,平均长径比为90,升温至50℃,接着搅拌4h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
本发明还提出的上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
实施例5
本发明提出的一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其原料按重量百分比包括:聚乳酸49%,复合母料50%,Irganox1010 0.5%,Irgafos168 0.5%;
聚乳酸的熔融指数为15g/10min,密度为1.25g/cm3
复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:2,搅拌3h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料;复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为50wt%。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将偶联剂加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液,其中偶联剂由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硬脂酸中按重量比为1:1:1混合得到;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,平均长度为200μm,平均长径比为100,升温至50℃,接着搅拌3h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
本发明还提出的上述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
对比例1
按重量百分比称取聚乳酸99%和Irganox 1010 1%,经过高混机预混、双螺杆挤出机挤出造粒。
对比例2
按重量百分比称取聚乳酸99%和Irgafos 168 1%,经过高混机预混、双螺杆挤出机挤出造粒。
对比例3
按重量百分比称取聚乳酸99%、Irganox 1010 0.5%和Irgafos 168 0.5%,经过高混机预混后、双螺杆挤出机挤出造粒。
对比例4
按重量百分比称取聚乳酸89%、表面处理后的硫酸钙晶须10%、Irganox10100.5%和Irgafos 168 0.5%,经过高混机预混、双螺杆挤出机挤出造粒。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将硅烷偶联剂KH560加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,硅烷偶联剂KH560与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为8μm,平均长度为80μm,平均长径比为10,升温至50℃,接着搅拌3h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
对比例5
按重量百分比称取聚乳酸84%、表面处理后的硫酸钙晶须15%、Irganox10100.5%和Irgafos 168 0.5%,经过高混机预混、双螺杆挤出机挤出造粒。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将硬脂酸加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,硬脂酸与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为6μm,平均长度为90μm,平均长径比为15,升温至50℃,接着搅拌2h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
对比例6
按重量百分比称取聚乳酸79%、表面处理后的硫酸钙晶须20%、Irganox10100.5%和Irgafos 168 0.5%,经过高混机预混、双螺杆挤出机挤出造粒。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将偶联剂加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液,其中偶联剂由硅烷偶联剂KH550和硬脂酸按重量比为1:2混合得到;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,平均长度为180μm,平均长径比为90,升温至50℃,接着搅拌4h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
对比例7
按重量百分比称取聚乳酸74%、表面处理后的硫酸钙晶须25%、Irganox10100.5%和Irgafos 168 0.5%,经过高混机预混、双螺杆挤出机挤出造粒。
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将偶联剂加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液,其中偶联剂由硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硬脂酸中按重量比为1:1:1混合得到;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为2:100,硫酸钙晶须的平均直径为2μm,平均长度为200μm,平均长径比为100,升温至50℃,接着搅拌3h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
将实施例1-5所得硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料、对比例1-3所得聚乳酸对比例4-7所得改性聚乳酸进行干燥处理后,分别用立式注塑机注塑成标准的哑铃型试样和长条形试样,注塑机三段温度分别为160℃、180℃和180℃。
其中,哑铃型试样符合GB/T 1040.2-2006中的1A型试样尺寸,按照GB/T1040.1-2006用WDW-50型万能电子实验机测试其单向拉伸性能,拉伸速度为2mm/min;长条形试样符合GB/T 1043.1-2008中的I型试样尺寸,按照GB/T1043.1-2008在TCJ-25J型冲击实验机上进行无缺口简支梁冲击试验,跨距60mm;挤出粒料按照GB/T 3682-83用RZY-400熔体流动速率仪测试熔体流动速率(MFR),测试条件为2.16kg和190℃。其测试结果如下:
由上表数据对比可以看出:
1、不同的抗氧剂Irganox 1010和Irgafos 168对纯聚乳酸的力学性能影响较小,两者的复合添加更有利于提高材料的拉伸强度;
2、将表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸进行直接共混的工艺中,硫酸钙晶须的引入能够提高材料的冲击韧性、拉伸强度,稍微改善复合材料的熔体流动速率,但对断裂伸长率几乎没有影响;随着硫酸钙晶须含量的增加,冲击韧性呈现逐渐下降的变化趋势,拉伸强度先增加而后稍有下降;冲击韧性的最大值(对比例4)比对比例3提高了51.4%,抗拉强度的最大值(对比例6)较对比例3提高了6.9%;
3、采用本发明制备方法得到的硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料中,其力学性能要明显优于直接共混工艺制备的试样;随着硫酸钙晶须含量的增加,冲击韧性先增加而后稍有下降;冲击韧性最大值(实施例4)较对比例3提高了123.4%,抗拉强度的最大值(实施例4)较对比例3提高了27.8%;但是断裂伸长率的变化相对较小,熔体流动速率则稍有增大,表明本发明更有利于硫酸钙晶须在聚乳酸熔体中的均匀分散;
4、经过适当表面预处理的硫酸钙晶须能同时提高聚乳酸的冲击韧性、抗拉强度,还能在一定程度上改善其加工性能,尤其是采用本发明的复合母料的制备方法能够使硫酸钙晶须在聚乳酸基体中均匀分散,采用本发明的方法添加20wt%的表面处理后的硫酸钙晶须即能显著提高聚乳酸的冲击韧性和抗拉强度,是一种极为有效地改性方法。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,其原料按重量百分比包括:聚乳酸49~89.9%,复合母料10~50%,抗氧剂0.1~2%;其中复合母料为采用表面处理后的硫酸钙晶须进行改性聚乳酸;
其中,复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为48~52wt%;
复合母料的制备方法如下:将聚乳酸溶于四氢呋喃中,再加入表面处理后的硫酸钙晶须,搅拌2~4h得到混合悬浮液;将混合悬浮液倒入无水乙醇中进行沉淀,然后洗涤,冷冻干燥,粉碎得到复合母料;其中,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:1.5~2.5;
表面处理后的硫酸钙晶须的制备方法如下:将偶联剂加入无水乙醇中混合均匀得到混合溶液;将硫酸钙晶须加入混合溶液中使其完全浸润,升温至48~52℃,接着搅拌2~4h,然后抽滤,洗涤,真空干燥得到表面处理后的硫酸钙晶须。
2.根据权利要求1所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,复合母料中,表面处理后的硫酸钙晶须的含量为50wt%。
3.根据权利要求1所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,复合母料的制备方法中,表面处理后的硫酸钙晶须与聚乳酸的重量比为1:2。
4.根据权利要求1所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为1.5~2.5:100。
5.根据权利要求1所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,偶联剂与硫酸钙晶须的重量比为2:100。
6.根据权利要求1或4所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硬脂酸中的一种或两种以上组合物。
7.根据权利要求1或4所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,硫酸钙晶须的平均直径为1~8μm,平均长度为30~200μm,平均长径比为10~200。
8.根据权利要求1-4任一项所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,聚乳酸的熔融指数为10~20g/10min,密度为1.0~1.5g/cm3
9.根据权利要求1-4任一项所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,聚乳酸的熔融指数为15g/10min,密度为1.25g/cm3
10.根据权利要求1-4任一项所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料,其特征在于,抗氧剂为Irganox1010和/或Irgafos168。
11.一种如权利要求1-10任一项所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,将聚乳酸、复合母料和抗氧剂混合后,置于双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒,然后水冷,风干后得到硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料。
12.根据权利要求11所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,熔融共混挤出造粒过程中,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为145~155℃、170~180℃、178~182℃、183~187℃、172~178℃。
13.根据权利要求11所述硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,熔融共混挤出造粒过程中,双螺杆挤出机从料口到机头的各段温度依次为150℃、175℃、180℃、185℃、175℃。
CN201610209656.3A 2016-04-01 2016-04-01 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 Active CN105820522B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610209656.3A CN105820522B (zh) 2016-04-01 2016-04-01 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610209656.3A CN105820522B (zh) 2016-04-01 2016-04-01 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105820522A CN105820522A (zh) 2016-08-03
CN105820522B true CN105820522B (zh) 2017-12-26

Family

ID=56526666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610209656.3A Active CN105820522B (zh) 2016-04-01 2016-04-01 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105820522B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106543651A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 上海东升新材料有限公司 一种甘蔗渣改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的方法及其产物
CN106336629A (zh) * 2016-08-29 2017-01-18 上海东升新材料有限公司 一种桑枝韧皮纤维改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的制备方法及其产品
CN107325518B (zh) * 2017-08-04 2019-05-21 上海跃贝新材料科技股份有限公司 一种高强度电镀pc/abs合金材料及其制备方法
CN109943046B (zh) * 2019-03-11 2020-12-18 安徽理工大学 一种增强增韧膨胀阻燃剂的制备方法
CN109776865B (zh) * 2019-03-11 2020-09-11 安徽理工大学 一种增韧阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法
CN112876825A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 常州广威新材料科技有限公司 一种添加硫酸钙晶须的聚乳酸材料及其制备方法
CN112920577A (zh) * 2021-02-02 2021-06-08 苏州塑发生物材料有限公司 高表面质量镁盐晶须纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法
CN113604019A (zh) * 2021-09-08 2021-11-05 苏州苏湖新材料科技有限公司 一种强韧性聚乳酸复合材料及其制备方法
CN114106532B (zh) * 2021-11-17 2023-09-26 金发科技股份有限公司 一种阻燃高韧性pla合金材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101974212B (zh) * 2010-10-26 2012-08-22 华南理工大学 聚己内酯/硫酸钙复合材料及其制备方法
CN102153845B (zh) * 2011-05-23 2012-06-27 刘立文 一种硫酸钙改性聚乳酸材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105820522A (zh) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105820522B (zh) 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法
CN105802019B (zh) 一种石墨烯/玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN112111133A (zh) 一种聚对苯二甲酸己二酸丁二酯/聚乳酸/淀粉三元共混吹膜树脂的制备方法
Li et al. Flexible nanofibers-reinforced silk fibroin films plasticized by glycerol
CN113583402A (zh) 一种全生物降解复合材料及其制备方法和应用
CN109777057B (zh) 一种聚乳酸/竹炭复合材料的制备方法
CN107083030A (zh) 一种低翘曲高强度玻纤增强pbt/asa合金材料及其制备方法
CN104387732A (zh) 一种透明抗撕裂聚乳酸生物降解薄膜及其制备方法
KR101383621B1 (ko) 인장강도 및 굴곡강도가 향상된 재활용 폴리프로필렌 고분자 복합재료 조성물 및 그 제조방법
CN113637245B (zh) 一种木质素改性的丁苯橡胶热塑性弹性体及其制备方法
CN114410091A (zh) 一种耐高温抗冲击高强度的改性聚乳酸材料及其制备方法
KR101637632B1 (ko) 나일론 복합체 및 이의 제조방법
CN106498543A (zh) 聚乳酸和碳纳米管共混纤维的制备方法
CN106633369A (zh) 一种双组分改性玻纤填充聚丙烯复合材料的制备方法
CN111607150B (zh) 一种抗应力发白聚丙烯复合材料及其制备方法
CN112980133A (zh) 一种赤藓醇改性rABS/rHIPS共混物及其制备方法
CN104987681A (zh) 一种无机填料协同增韧聚乳酸混杂材料及其制备方法
CN116218165A (zh) 一种纳米颗粒-可生物降解聚酯薄膜及其制备方法
CN112029258A (zh) 一种环保增强pc、abs复合材料及其制备方法
CN106674742A (zh) 一种薄壁化汽车保险杠用聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103923432A (zh) 一种高抗冲消光abs改性塑料及其制备方法
JP2007245517A (ja) 樹脂塊状物およびその製造方法
CN107540935B (zh) 一种聚丙烯回收料组合物及其制备方法
CN113604019A (zh) 一种强韧性聚乳酸复合材料及其制备方法
Guinault et al. Thermomechanical properties of ABS/PA and ABS/PC blends

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211028

Address after: 232007 room 1909, Ruijin building, Chaoyang Middle Road, Chaoyang Street, tianjia'an District, Huainan City, Anhui Province

Patentee after: Anhui bianda Financial Consulting Co.,Ltd. Huainan Branch

Address before: 232001 No. 168 middle tillage Road, Huainan, Anhui

Patentee before: Anhui University of Science and Technology

Effective date of registration: 20211028

Address after: 215431 room 513, floor 5, building 1, Hutai fashion factory, No. 10, Nanhai Road, Liuhe Town, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Suhu New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: 232007 room 1909, Ruijin building, Chaoyang Middle Road, Chaoyang Street, tianjia'an District, Huainan City, Anhui Province

Patentee before: Anhui bianda Financial Consulting Co.,Ltd. Huainan Branch