CN111087773A - 一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法，步骤如下：将PLA、PBAT及纳米SiO2干燥；将PLA与PBAT预混均匀后加入到高速混合机中，将硅烷偶联剂KH‑550均匀加入，混合后再将纳米SiO2分四次均匀加入，最后将混合物取出；将上述均匀混合物挤出造粒，主机频率设定为6‑8Hz，喂料频率设定为3‑5Hz，切粒机速率设定为145‑155r/min，挤出过程温度为150‑155℃，然后注塑成型，温度为154‑156℃，25‑35℃下静置71‑73h，即得。该方法制备的PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料具有较大的弯曲强度和拉伸强度，较高的热稳定性及良好的流动性。
Description
技术领域
本发明涉及一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法。
背景技术
高分子材料的广泛使用为人们生活提供了很大的便利，但是，许多高分子材料不可降解，对生态环境造成了严重污染。因此，可降解高分子材料成为高分子材料领域的研究热点。其中，聚乳酸（polylacticacid，PLA）因其原料来源可再生、生物降解性和相容性优异而备受关注。然而，PLA存在韧性差、耐热性较差等缺点，使其在实际使用过程中无法媲美传统高分子材料，从而极大地限制了其在许多领域中的应用。因此，有必要对PLA进行改性，拓宽其应用范围。
一般常用的改性方法有物理改性和化学改性等，其中物理共混是一种简单有效的改性方法。在物理共混中，通常选用纳米粒子制备聚乳酸纳米复合材料，可以有效改善PLA的力学性能、热性能。其中，纳米SiO2因其比表面积大、表面吸附力强、分散性能好等优异性能，而广泛应用于高分子材料的增强改性。将PLA与纳米SiO2熔融共混制备PLA基纳米复合材料，可以提高PLA的各项性能。此外，PLA因脆性大通常需要增韧，常用的增韧方法主要有共聚和共混改性。相对于共聚，共混改性具有操作简单、生产成本低等优势。PBAT是以己二酸、对苯二甲酸和丁二醇为原料，通过直接酯化或酯交换聚合制备的脂肪族-芳香族共聚酯。所以，它既具有良好的柔韧性，又具有一定的强度和热稳定性。
虽然国内外已有较多关于PLA基纳米复合材料的文献报道，然而，大多数文献采用化学改性方法进行研究，通常成本较高、时间较长，且不利于生态环境。另外，对PLA基纳米复合材料流变性能的研究也较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法。
本发明通过下面技术方案实现：
一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法，包括如下步骤：将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中45-55℃下干燥47-49h；将50-60份PLA与15-25份PBAT预混均匀后加入到高速混合机中，并将7-13份硅烷偶联剂KH-550均匀加入，混合10-20min后再将7-9纳米SiO2分四次均匀加入，每次混合10-20min，最后将混合物取出；将上述均匀混合物挤出造粒，主机频率设定为6-8Hz，喂料频率设定为3-5Hz，切粒机速率设定为145-155r/min，挤出过程温度为150-155℃，然后注塑成型，温度为154-156℃，25-35℃下静置71-73h，即得；各原料均为重量份。
优选地，所述的制备方法中，将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中50℃下干燥48h。
优选地，所述的制备方法中，混合15min。
优选地，所述的制备方法中，主机频率设定为7Hz。
优选地，所述的制备方法中，喂料频率设定为4Hz。
优选地，所述的制备方法中，切粒机速率设定为150r/min。
优选地，所述的制备方法中，挤出过程温度为152℃。
优选地，所述的制备方法中，温度为155℃。
优选地，所述的制备方法中，30℃下静置72h。
本发明技术效果：
该方法简便、快捷、易操作，制备的PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料具有较大的弯曲强度和拉伸强度，较高的热稳定性及良好的流动性，可大规模制备。
具体实施方式
下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。
实施例1
一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法，包括如下步骤：将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中50℃下干燥48h；将55份PLA与20份PBAT预混均匀后加入到高速混合机中，并将10份硅烷偶联剂KH-550均匀加入，混合15min后再将8纳米SiO2分四次均匀加入，每次混合15min，最后将混合物取出；将上述均匀混合物挤出造粒，主机频率设定为7Hz，喂料频率设定为4Hz，切粒机速率设定为150r/min，挤出过程温度为152℃，然后注塑成型，温度为155℃，30℃下静置72h，即得；各原料均为重量份。
实施例2
一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法，包括如下步骤：将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中45℃下干燥47h；将50份PLA与15份PBAT预混均匀后加入到高速混合机中，并将7份硅烷偶联剂KH-550均匀加入，混合10min后再将7纳米SiO2分四次均匀加入，每次混合10min，最后将混合物取出；将上述均匀混合物挤出造粒，主机频率设定为6Hz，喂料频率设定为3Hz，切粒机速率设定为145r/min，挤出过程温度为150℃，然后注塑成型，温度为154℃，25℃下静置71h，即得；各原料均为重量份。
实施例3
一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法，包括如下步骤：将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中55℃下干燥49h；将60份PLA与25份PBAT预混均匀后加入到高速混合机中，并将13份硅烷偶联剂KH-550均匀加入，混合20min后再将9纳米SiO2分四次均匀加入，每次混合20min，最后将混合物取出；将上述均匀混合物挤出造粒，主机频率设定为8Hz，喂料频率设定为5Hz，切粒机速率设定为155r/min，挤出过程温度为155℃，然后注塑成型，温度为156℃，35℃下静置73h，即得；各原料均为重量份。
该方法简便、快捷、易操作，制备的PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料具有较大的弯曲强度和拉伸强度，较高的热稳定性及良好的流动性，可大规模制备。
Claims (9)
1.一种PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中45-55℃下干燥47-49h；将50-60份PLA与15-25份PBAT预混均匀后加入到高速混合机中，并将7-13份硅烷偶联剂KH-550均匀加入，混合10-20min后再将7-9纳米SiO2分四次均匀加入，每次混合10-20min，最后将混合物取出；将上述均匀混合物挤出造粒，主机频率设定为6-8Hz，喂料频率设定为3-5Hz，切粒机速率设定为145-155r/min，挤出过程温度为150-155℃，然后注塑成型，温度为154-156℃，25-35℃下静置71-73h，即得；各原料均为重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将PLA、PBAT及纳米SiO2于真空干燥箱中50℃下干燥48h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：混合15min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：主机频率设定为7Hz。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：喂料频率设定为4Hz。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：切粒机速率设定为150r/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：挤出过程温度为152℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：温度为155℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：30℃下静置72h。
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| CN111993741A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-11-27 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种纸塑复合材料及其制备方法 |
| CN113897043A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-01-07 | 江苏科技大学 | 一种pla/pbat基弹性体共混物的制备方法 |
| CN115449196A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-09 | 台州益普高分子材料有限公司 | 一种可生物降解材料，花园水管 |
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