CN108752956A - 基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂和材料的制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚乳酸高分子材料技术领域,是一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂和材料的制备方法和应用,该基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,原料包括腐植酸、羰基二咪唑、盐酸、吡啶和胺类。本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂能够使聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、结晶性能、降解速度都有明显的提高,即本发明所述聚乳酸复合材料兼具更优的力学性能、耐热性能、结晶性能和更高的降解速度,其良好的力学性能、降解性能和耐热性能可以很好地拓展聚乳酸的应用范围;并且本发明使用双螺杆挤出设备制备本发明所述聚乳酸复合材料,工艺简单,生产周期短,生产成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及聚乳酸高分子材料技术领域,是一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂及其制备方法和其在制备抗菌药物中的应用,以及其在同时提高聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、降解速率和结晶度中的应用;还包括一种以基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂为成核剂的聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
目前,随着生活水平的不断提高,世界各国对以石油为原料的传统塑料的依赖性不断加深,但是石油衍生塑料的不可回收性会导致废弃的塑料制品不能被降解,造成环境的污染。所以可生物降解的聚乳酸(poly(lactic acid),PLA)目前被广泛研究,有着很好的发展前景。聚乳酸由乳酸聚合而成,而乳酸可以从丰富的再生资源淀粉中得到,最终降解为二氧化碳和水,不污染环境。所以把聚乳酸当做传统石油衍生塑料和化学纤维的替代品对人类的可持续发展有着很重要的意义。尽管聚乳酸已经可以被工业生产,但仍然存在许多需要解决的技术问题,例如其低结晶度,低耐热性和机械脆性。特别是低结晶速率仍然是聚乳酸行业最紧迫的技术问题之一。
因此,提高聚乳酸结晶速率和改善结晶形态和结构的技术是聚乳酸的研究重点。根据成核方法的不同,聚乳酸的结晶过程可分为均相成核过程和异相成核过程。异相成核过程中,固体物质或未破坏的晶种形成晶核,在相同的球晶生长速率下加速聚乳酸的结晶速率,减小球晶的尺寸,以此提高产物的结晶度。成核剂的作用是在聚乳酸基质中提供丰富的晶核以促进聚合物的成核速率并拓宽聚合物的结晶温度范围,从而使聚合物在较高温度下结晶。目前已经进行了许多研究以通过添加有机化合物来改善聚乳酸的结晶。Harris等人的研究发现添加2%亚乙基双硬脂酰胺(EBS)将聚乳酸的半结晶时间从38.2分钟降低到1.8分钟(Harris A M, Lee E C. J Appl Polym Sci, 2008, 107: 2246-2255.)。Kawamoto等人研究了以苯甲酰肼化合物作为成核剂的PLA复合材料,其成型周期时间更短,物理和机械性能更好(Kawamoto N, Sakai A, Horikoshi T. J Appl Polym Sci, 2007,103: 244-250.)。
腐植酸(humic acid, HA)是一种丰富的自然资源,主要存在于土壤,泥炭和风化煤中。它是维护环境生态平衡的重要因素,具有巨大的发展潜力。腐植酸分子是多环芳香化合物,具有多种活性官能团,如羧基,羟基和羰基。因此,腐植酸显示出许多性质,例如界面活性,亲水性,阳离子交换容量,络合能力,吸附性和分散性。因此,利用腐植酸的分子结构可以将腐植酸改性为腐植酸基成核剂并应用于聚乳酸的热塑性加工,不但可以实现聚乳酸的结晶改性,而且有利于提高聚乳酸材料的综合性能。
发明内容
本发明提供了一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂和聚乳酸复合材料的制备方法和应用,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决聚乳酸存在低结晶度、低耐热性和韧性较差的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,原料包括腐植酸、羰基二咪唑、盐酸、吡啶和胺类,腐植酸、羰基二咪唑和胺类的质量比为1至10:1至5:1至10,盐酸加量为腐植酸质量的0.5%至5%,吡啶加量为腐植酸质量的0.5%至5%。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,按下述方法得到:第一步,将所需量羰基二咪唑溶于四氢呋喃后得到羰基二咪唑四氢呋喃溶液,向羰基二咪唑四氢呋喃溶液中加入所需量腐植酸反应后得到中间产物;第二步,向中间产物加入所需量盐酸和吡啶后,再加入所需量的胺类搅拌反应后得到反应产物;第三步,向反应产物中加入蒸馏水进行超声振荡后,再经过过滤和干燥后得到固体产物;第四步,将固体产物加入有机溶剂中进行超声振荡后得到混合物,将混合物经过滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
上述胺类为十二胺或十四胺或十六胺或十八胺;或/和,第一步的反应温度为30℃至80℃,并且第一步反应在搅拌状态进行,搅拌的转速为600转/分钟至2000转/分钟,第一步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第二步的的反应温度为30℃至80℃,并且第二步中的搅拌转速为600转/分钟至2000转/分钟,第二步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第四步中,有机溶剂为乙醇;或/和,第四步中,混合物经抽滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂的制备方法,按下述方法进行:第一步,将所需量羰基二咪唑溶于四氢呋喃后得到羰基二咪唑四氢呋喃溶液,向羰基二咪唑四氢呋喃溶液中加入所需量腐植酸反应后得到中间产物;第二步,向中间产物加入所需量盐酸和吡啶后,再加入所需量的胺类搅拌反应后得到反应产物;第三步,向反应产物中加入蒸馏水进行超声振荡后,再经过过滤和干燥后得到固体产物;第四步,将固体产物加入有机溶剂中进行超声振荡后得到混合物,将混合物经过滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述胺类为十二胺或十四胺或十六胺或十八胺;或/和,第一步的反应温度为30℃至80℃,并且第一步反应在搅拌状态进行,搅拌的转速为600转/分钟至2000转/分钟,第一步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第二步的的反应温度为30℃至80℃,并且第二步中的搅拌转速为600转/分钟至2000转/分钟,第二步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第四步中,有机溶剂为乙醇;或/和,第四步中,混合物经抽滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的:一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在制备抑菌药物中的应用。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的:一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在同时提高聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、降解速率和结晶度中的应用。
本发明的技术方案之五是通过以下措施来实现的:一种聚乳酸复合材料,原料按重量份数计包括聚乳酸100份和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂0.1份至3份。
下面是对上述发明技术方案之五的进一步优化或/和改进:
上述聚乳酸复合材料,按下述方法得到:将所需量的聚乳酸和所需量的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂混合均匀后,加入到热塑加工挤出设备中挤出后得到聚乳酸复合材料。
上述聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在加入热塑加工挤出设备之前,在温度为60℃、真空度为0.080兆帕至0.090兆帕的条件下进行干燥除水,干燥时间为6小时至8小时,保证聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂不含水分;或/和,热塑加工挤出设备采用双螺杆挤出机,双螺杆挤出机的转速为5转/分钟至50转/分钟,双螺杆挤出机的挤出温度为160℃至180℃;或/和,聚乳酸复合材料按下述方法得到:第一步,将聚乳酸溶于三氯甲烷中,向聚乳酸三氯甲烷溶液中加入所需量的腐植酸基成核剂,并搅拌均匀得到混合液;第二步,加热混合液至混合液中的三氯甲烷蒸发完全后得到聚乳酸混合物;第三步,将粉碎后的聚乳酸混合物加入到双螺杆挤出机中,挤出得到初步产物;第四步,将初步产物粉碎后重新加入到双螺杆挤出机中返混,挤出后得到聚乳酸复合材料。
本发明的技术方案之六是通过以下措施来实现的:一种聚乳酸复合材料的制备方法,按下述方法进行:将所需量的聚乳酸和所需量的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂混合均匀后,加入到热塑加工挤出设备中挤出后得到聚乳酸复合材料。
下面是对上述发明技术方案之六的进一步优化或/和改进:
上述聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在加入热塑加工挤出设备之前,在温度为60℃、真空度为0.080兆帕至0.090兆帕的条件下进行干燥除水,干燥时间为6小时至8小时,保证聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂不含水分;或/和,热塑加工挤出设备采用双螺杆挤出机,双螺杆挤出机的转速为5转/分钟至50转/分钟,双螺杆挤出机的挤出温度为160℃至180℃;或/和,聚乳酸复合材料按下述方法得到:第一步,将聚乳酸溶于三氯甲烷中,向聚乳酸三氯甲烷溶液中加入所需量的腐植酸基成核剂,并搅拌均匀得到混合液;第二步,加热混合液至混合液中的三氯甲烷蒸发完全后得到聚乳酸混合物;第三步,将粉碎后的聚乳酸混合物加入到双螺杆挤出机中,挤出得到初步产物;第四步,将初步产物粉碎后重新加入到双螺杆挤出机中返混,挤出后得到聚乳酸复合材料。
本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂能够使聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、结晶性能、降解速度都有明显的提高,即本发明所述聚乳酸复合材料兼具更优的力学性能、耐热性能、结晶性能和更高的降解速度,其良好的力学性能、降解性能和耐热性能可以很好地拓展聚乳酸的应用范围;并且本发明使用双螺杆挤出设备制备本发明所述聚乳酸复合材料,工艺简单,生产周期短,生产成本更低;基于上述内容,使本发明所述聚乳酸复合材料在食品包装、地膜和医用材料领域具有很好的应用价值;另外,本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂具有抑菌作用。
附图说明
附图1为现有纯聚乳酸材料和本发明实施例10所述聚乳酸复合材料在2分钟时的POM照片。
附图2为现有纯聚乳酸材料和本发明实施例10所述聚乳酸复合材料在15分钟时的POM照片。
附图1中,左图为纯聚乳酸材料,右图为聚乳酸复合材料。
附图2中,左图为纯聚乳酸材料,右图为聚乳酸复合材料。
偏光显微镜 (Polarized optical microscopic)简写为POM。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明,均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品;本发明中的百分数如没有特殊说明,均为质量百分数;本发明中的溶液若没有特殊说明,均为溶剂为水的水溶液,例如,盐酸溶液即为盐酸水溶液;本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度,一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例1:基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,原料包括腐植酸、羰基二咪唑、盐酸、吡啶和胺类,腐植酸、羰基二咪唑和胺类的质量比为1至10:1至5:1至10,盐酸加量为腐植酸质量的0.5%至5%,吡啶加量为腐植酸质量的0.5%至5%。
实施例2:基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,原料包括腐植酸、羰基二咪唑、盐酸、吡啶和胺类,腐植酸、羰基二咪唑和胺类的质量比为1或10:1或5:1或10,盐酸加量为腐植酸质量的0.5%或5%,吡啶加量为腐植酸质量的0.5%或5%。
实施例3:上述实施例所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,按下述方法得到:第一步,将所需量羰基二咪唑溶于四氢呋喃后得到羰基二咪唑四氢呋喃溶液,向羰基二咪唑四氢呋喃溶液中加入所需量腐植酸反应后得到中间产物;第二步,向中间产物加入所需量盐酸和吡啶后,再加入所需量的胺类搅拌反应后得到反应产物;第三步,向反应产物中加入蒸馏水进行超声振荡后,再经过过滤和干燥后得到固体产物;第四步,将固体产物加入有机溶剂中进行超声振荡后得到混合物,将混合物经过滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
本发明中,羰基二咪唑为N,N'-羰基二咪唑。
第一步中,四氢呋喃的使用量以完全溶解羰基二咪唑为准。
盐酸和吡啶作为所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂制备方法中的催化剂。
实施例4:作为上述实施例的优化,胺类为十二胺或十四胺或十六胺或十八胺;或/和,第一步的反应温度为30℃至80℃,并且第一步反应在搅拌状态进行,搅拌的转速为600转/分钟至2000转/分钟,第一步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第二步的的反应温度为30℃至80℃,并且第二步中的搅拌转速为600转/分钟至2000转/分钟,第二步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第四步中,有机溶剂为乙醇;或/和,第四步中,混合物经抽滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
实施例5:基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,按下述制备方法得到:第一步,将1克至5克羰基二咪唑溶于四氢呋喃后,加入1克至10克腐植酸于反应瓶中搅拌反应获得中间产物;第二步,向中间产物溶液中加入0.5克至1克盐酸和0.5克至1克吡啶后,继续加入和1克至10克的十二胺或十四胺或十六胺或十八胺,继续搅拌反应;第三步,向反应产物中加入0.1千克至1千克的蒸馏水,超声振荡5分钟至30分钟后过滤并干燥,取得固体产物;第四步,将固体产物加入到100克至800克乙醇中,并超声振荡5分钟至30分钟,混合物经抽滤并真空干燥得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
本发明上述实施例所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,作为聚乳酸的成核剂,能够明显提高聚乳酸材料的力学性能(拉伸强度、冲击强度)、耐热性能、降解速率和结晶速率(结晶度)。
实施例6:上述实施例所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在制备抑菌药物中的应用。
实施例7:上述实施例所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在同时提高聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、降解速率和结晶度中的应用。
实施例8:聚乳酸复合材料,原料按重量份数计包括聚乳酸100份和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂0.1份至3份。
实施例9:上述实施例所述聚乳酸复合材料,按下述方法得到:将所需量的聚乳酸和所需量的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂混合均匀后,加入到热塑加工挤出设备中挤出后得到聚乳酸复合材料。
实施例10:作为上述实施例8至实施例9的优化,聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在加入热塑加工挤出设备之前,在温度为60℃、真空度为0.080兆帕至0.090兆帕的条件下进行干燥除水,干燥时间为6小时至8小时,保证聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂不含水分;或/和,热塑加工挤出设备采用双螺杆挤出机,双螺杆挤出机的转速为5转/分钟至50转/分钟,双螺杆挤出机的挤出温度为160℃至180℃;或/和,聚乳酸复合材料按下述方法得到:第一步,将聚乳酸溶于三氯甲烷中,向聚乳酸三氯甲烷溶液中加入所需量的腐植酸基成核剂,并搅拌均匀得到混合液;第二步,加热混合液至混合液中的三氯甲烷蒸发完全后得到聚乳酸混合物;第三步,将粉碎后的聚乳酸混合物加入到双螺杆挤出机中,挤出得到初步产物;第四步,将初步产物粉碎后重新加入到双螺杆挤出机中返混,挤出后得到聚乳酸复合材料。
本发明使用双螺杆挤出设备制备聚乳酸复合材料,可连续化生产,且具有制备工艺简单,制备周期短,制备能耗低,制备效率高等优点。第四步的返混过程保证了本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在聚乳酸复合材料中分布均匀;同时短暂的制备周期减少了聚乳酸在双螺杆挤出机中的停留时间,减缓了聚乳酸在高温时的热降解现象。双螺杆挤出设备通过双螺杆的剪切和捏合作用使本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂均匀分布在聚乳酸材料中,使基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂最大程度地发挥成核剂的异相成核作用。
本发明上述实施例得到的聚乳酸复合材料较现有纯聚乳酸材料在力学性能(拉伸强度、冲击强度)、耐热性能(热分解温度)和结晶性能(结晶度)上都有明显改善,结晶度的提高使材料在相同的外界条件下,降解速度有明显的提高;即本发明上述实施例得到的聚乳酸复合材料的拉伸强度和冲击强度显著提高,其拉伸强度达到87.5兆帕以上,冲击强度达到13.8千焦/平方米以上;同时,本发明上述实施例得到的聚乳酸复合材料的热分解温度达到366.8℃以上,结晶度达到35.4%以上。
例如,将本发明实施例10得到的聚乳酸复合材料与现有纯聚乳酸材料的性能测试,按GB/T8804.2-2003测试其冲击强度,其它指标的测试均按照现有公知方法进行,其测试结果如下:
实施例10得到的聚乳酸复合材料的拉伸强度为87.5兆帕,冲击强度为13.8千焦/平方米,热分解温度为366.8℃,结晶度为35.4%;而现有纯聚乳酸材料的拉伸强度为80.3兆帕,冲击强度为6千焦/平方米,热分解温度为360.2℃,结晶度为4.2%,此测试结果表明,本发明所述聚乳酸复合材料的力学性能、热稳定性和结晶速率都有很大的提升。
现有纯聚乳酸材料和本发明实施例10所述聚乳酸复合材料从200℃的熔融状态降低到130℃等温结晶在不同时间(2分钟、15分钟)时的POM照片如附图1、2所示。
通过图1、2可知,本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂能够提高聚乳酸复合材料的成核密度;相较于纯聚乳酸材料,本发明所述聚乳酸复合材料在相同的时间内,结晶度较高,同时晶体尺寸更细化。
对本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂的抗菌性能进行测试,结果表明本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂对大肠杆菌、青霉菌、黑曲霉菌和枯草杆菌都有抑制作用,其中对大肠杆菌和枯草杆菌的抑制作用尤为明显,对四种菌种的最小抑菌浓度见表1。表1中,以腐植酸基成核剂作为本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
综上所述,本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂能够使聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、结晶性能、降解速度都有明显的提高,即本发明所述聚乳酸复合材料兼具更优的力学性能、耐热性能、结晶性能和更高的降解速度,其良好的力学性能、降解性能和耐热性能可以很好地拓展聚乳酸的应用范围;并且本发明使用先进的双螺杆挤出设备制备本发明所述聚乳酸复合材料,工艺简单,生产周期短,生产成本更低;基于上述内容,使本发明所述聚乳酸复合材料在食品包装、地膜和医用材料领域具有很好的应用价值;另外,本发明所述基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂具有抑菌作用。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,其特征在于原料包括腐植酸、羰基二咪唑、盐酸、吡啶和胺类,腐植酸、羰基二咪唑和胺类的质量比为1至10:1至5:1至10,盐酸加量为腐植酸质量的0.5%至5%,吡啶加量为腐植酸质量的0.5%至5%。
2.根据权利要求1所述的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,其特征在于按下述方法得到:第一步,将所需量羰基二咪唑溶于四氢呋喃后得到羰基二咪唑四氢呋喃溶液,向羰基二咪唑四氢呋喃溶液中加入所需量腐植酸反应后得到中间产物;第二步,向中间产物加入所需量盐酸和吡啶后,再加入所需量的胺类搅拌反应后得到反应产物;第三步,向反应产物中加入蒸馏水进行超声振荡后,再经过过滤和干燥后得到固体产物;第四步,将固体产物加入有机溶剂中进行超声振荡后得到混合物,将混合物经过滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
3.根据权利要求2所述的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂,其特征在于胺类为十二胺或十四胺或十六胺或十八胺;或/和,第一步的反应温度为30℃至80℃,并且第一步反应在搅拌状态进行,搅拌的转速为600转/分钟至2000转/分钟,第一步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第二步的的反应温度为30℃至80℃,并且第二步中的搅拌转速为600转/分钟至2000转/分钟,第二步的反应时间为1小时至6小时;或/和,第四步中,有机溶剂为乙醇;或/和,第四步中,混合物经抽滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
4.一种根据权利要求1至3任意一项所述的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂的制备方法,其特征在于按下述方法进行:第一步,将所需量羰基二咪唑溶于四氢呋喃后得到羰基二咪唑四氢呋喃溶液,向羰基二咪唑四氢呋喃溶液中加入所需量腐植酸反应后得到中间产物;第二步,向中间产物加入所需量盐酸和吡啶后,再加入所需量的胺类搅拌反应后得到反应产物;第三步,向反应产物中加入蒸馏水进行超声振荡后,再经过过滤和干燥后得到固体产物;第四步,将固体产物加入有机溶剂中进行超声振荡后得到混合物,将混合物经过滤和真空干燥后得到基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂。
5.一种根据权利要求1至3任意一项所述的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在制备抑菌药物中的应用。
6.一种根据权利要求1至3任意一项所述的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在同时提高聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、降解速率和结晶度中的应用。
7.一种以权利要求1至3任意一项所述的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂为成核剂的聚乳酸复合材料,其特征在于原料按重量份数计包括聚乳酸100份和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂0.1份至3份。
8.根据权利要求7所述的聚乳酸复合材料,其特征在于按下述方法得到:将所需量的聚乳酸和所需量的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂混合均匀后,加入到热塑加工挤出设备中挤出后得到聚乳酸复合材料。
9.根据权利要求8所述的聚乳酸复合材料,其特征在于聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂在加入热塑加工挤出设备之前,在温度为60℃、真空度为0.080兆帕至0.090兆帕的条件下进行干燥除水,干燥时间为6小时至8小时,保证聚乳酸和基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂不含水分;或/和,热塑加工挤出设备采用双螺杆挤出机,双螺杆挤出机的转速为5转/分钟至50转/分钟,双螺杆挤出机的挤出温度为160℃至180℃;或/和,聚乳酸复合材料按下述方法得到:第一步,将聚乳酸溶于三氯甲烷中,向聚乳酸三氯甲烷溶液中加入所需量的腐植酸基成核剂,并搅拌均匀得到混合液;第二步,加热混合液至混合液中的三氯甲烷蒸发完全后得到聚乳酸混合物;第三步,将粉碎后的聚乳酸混合物加入到双螺杆挤出机中,挤出得到初步产物;第四步,将初步产物粉碎后重新加入到双螺杆挤出机中返混,挤出后得到聚乳酸复合材料。
10.一种根据权利要求7或9任意一项所述的聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于按下述方法进行:将所需量的聚乳酸和所需量的基于腐植酸的聚乳酸结晶成核剂混合均匀后,加入到热塑加工挤出设备中挤出后得到聚乳酸复合材料。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108774385A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-09 | 新疆大学 | 改性黄腐植酸、改性黄腐植酸复合材料及制备方法和应用 |
CN112920566A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-08 | 柳州塑友科技有限公司 | 一种改性pla全降解塑料及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102911400A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-02-06 | 上海大学 | 一种聚乳酸成核剂、其制备方法及其控制形貌的方法 |
CN103804864A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-05-21 | 重庆文理学院 | 刚性多酰胺类聚乳酸快速结晶成核剂及聚乳酸改性材料 |
WO2015016197A1 (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 花王株式会社 | ポリ乳酸樹脂組成物 |
CN104804388A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-29 | 浙江大学 | 高立构复合物含量的高分子量聚乳酸材料的制备方法 |
CN105001122A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-10-28 | 浙江工业大学 | 一种聚乳酸有机成核剂及其制备方法和应用 |
CN105038159A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-11 | 常州大学 | 含反应性大分子型成核剂的聚乳酸复合材料及其制备方法 |
CN106832839A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-13 | 北京工商大学 | 用于聚乳酸的大分子成核剂及其应用方法 |
-
2018
- 2018-06-20 CN CN201810638046.4A patent/CN108752956B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102911400A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-02-06 | 上海大学 | 一种聚乳酸成核剂、其制备方法及其控制形貌的方法 |
WO2015016197A1 (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 花王株式会社 | ポリ乳酸樹脂組成物 |
CN103804864A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-05-21 | 重庆文理学院 | 刚性多酰胺类聚乳酸快速结晶成核剂及聚乳酸改性材料 |
CN104804388A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-29 | 浙江大学 | 高立构复合物含量的高分子量聚乳酸材料的制备方法 |
CN105001122A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-10-28 | 浙江工业大学 | 一种聚乳酸有机成核剂及其制备方法和应用 |
CN105038159A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-11 | 常州大学 | 含反应性大分子型成核剂的聚乳酸复合材料及其制备方法 |
CN106832839A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-13 | 北京工商大学 | 用于聚乳酸的大分子成核剂及其应用方法 |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
CHUNHUI SHI等: ""Synthesis, Characterization of Fulvic Acid-Poly (Methylmethacrylate) Graft Copolymers Based on Surface Initiated Atom Transfer Radical Polymerization and Its Effect on Performance of Poly(Lactic Acid)"", 《POLYMER-PLASTICS TECHNOLOGY AND ENGINEERING》 * |
XIAOKANG XU等: ""Preparation, performance and non-isothermalcrystallization kinetics of poly(lactic acid)/amidated humic acid composites"", 《POLYMER BULLETIN》 * |
XIAOKANG XU等: ""Structure, Performance and Crystallization Behavior of Poly (Lactic Acid)/Humic Acid Amide Composites"", 《POLYMER-PLASTICS TECHNOLOGY AND ENGINEERING》 * |
张敏恒: "《农药商品手册》", 31 August 1999, 沈阳出版社 * |
沈田丰: ""多酰胺类成核剂诱导聚乳酸结晶行为的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
温辉梁: "《生物化工产品生产技术》", 31 December 2004, 江西科学技术出版社 * |
王文涛 等: ""原位聚合法制备聚乳酸/黄腐植酸季铵盐插层皂石纳米复合材料及其结构表征"", 《高分子学报》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108774385A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-09 | 新疆大学 | 改性黄腐植酸、改性黄腐植酸复合材料及制备方法和应用 |
CN108774385B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-04-14 | 新疆大学 | 改性黄腐植酸、改性黄腐植酸复合材料及制备方法和应用 |
CN112920566A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-08 | 柳州塑友科技有限公司 | 一种改性pla全降解塑料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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