CN109401255A - 一种高性能pla复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能PLA复合材料，按重量份由以下组分组成：PLA为80份‑100份，PBT为5份‑10份，改性纳米Al2O3为2份‑6份，PES为20份‑30份，过氧化二叔丁基为0.1份‑0.3份，抗氧剂为0.1份‑0.5份。铝酸酯偶联剂F‑1的加入使得纳米Al2O3和PLA界面相容性良好，改善了纳米Al2O3在PLA中的分散性，有利于PLA复合材料力学性能的提高；纳米Al2O3可以作为相成核剂，使得PLA的结晶速率提高，从而提高了PLA的结晶温度和结晶度，改善PLA复合材料的力学性能。

Description

一种高性能PLA复合材料
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种高性能PLA复合材料。
背景技术
聚乳酸(PLA)以其良好的生物降解性和较高的机械性能得到了科学界和工业界的广泛关注，但是其拉物理性能一般，这大大限制了PLA复合材料在一些特殊材料领域上的应用。
使用聚丁二酸乙二醇酯(PES)、纳米Al2O3改性PLA最后制得一种力学性能优异的PLA复合材料，相关文献并未见于报道，这对于扩展PLA的应用范围具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能PLA复合材料，以解决现有技术中，PLA的应用范围受到限制的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高性能PLA复合材料，按重量份由以下组分组成：
所述聚乳酸的重均分子量为80000-120000。
所述改性纳米Al2O3是经过铝酸酯偶联剂F-1处理后的纳米Al2O3。
所述改性纳米Al2O3的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米Al2O3放置于温度为60-80℃的真空干燥箱内连续干燥6-8h；
(2)称取一定量的铝酸酯偶联剂F-1、甲苯溶液，配置成质量分数为1-3％的溶液A；
(3)将溶液A经超声分散2-4h后，加入一定量的干燥处理后的纳米Al2O3，在40-60℃下继续超声1-2h，得溶液B；
(4)将溶液B抽滤，洗涤，干燥得改性纳米Al2O3。
步骤(3)中的溶液A、纳米Al2O3的质量比为(36-54)∶(20-30)。
所述抗氧剂为三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
上述任一项高性能PLA复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取80份-100份的PLA、5份-10份的PBT、2份-6份改性纳米Al2O3、20份-30份PES、0.1份-0.3份DTBP、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料。
所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度210～230℃，螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果是：
1、铝酸酯偶联剂F-1的加入使得纳米Al2O3和PLA界面相容性良好，改善了纳米Al2O3在PLA中的分散性，有利于PLA复合材料力学性能的提高。
2、纳米Al2O3可以作为相成核剂，使得PLA的结晶速率提高，从而提高了PLA的结晶温度和结晶度，改善PLA复合材料的力学性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
实施例1
(1)称取80份的PLA、5份的PBT、2份改性纳米Al2O3、20份PES、0.1份DTBP、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料。
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，机头温度210℃，螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取100份的PLA、10份的PBT、6份改性纳米Al2O3、30份PES、0.3份DTBP、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料。
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃，螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取90份的PLA、7份的PBT、4份改性纳米Al2O3、25份PES、0.2份DTBP、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料。
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度190℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃，螺杆转速240r/min。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (5)

1.一种高性能PLA复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
所述聚乳酸的重均分子量为80000-120000。
2.根据权利要求1所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，所述改性纳米Al2O3是经过铝酸酯偶联剂F-1处理后的纳米Al2O3。
3.根据权利要求2所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，所述改性纳米Al2O3的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米Al2O3放置于温度为60-80℃的真空干燥箱内连续干燥6-8h；
(2)称取一定量的铝酸酯偶联剂F-1、甲苯溶液，配置成质量分数为1-3％的溶液A；
(3)将溶液A经超声分散2-4h后，加入一定量的干燥处理后的纳米Al2O3，在40-60℃下继续超声1-2h，得溶液B；
(4)将溶液B抽滤，洗涤，干燥得改性纳米Al2O3。
4.根据权利要求3所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，步骤(3)中的溶液A、纳米Al2O3的质量比为(36-54)∶(20-30)。
5.根据权利要求1所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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