CN113174124A - 一种ppc与pbat复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法。本发明提供的复合材料以质量份数计，其原料组成包括：PPC、PBAT、聚合物改性剂、无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂；所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3‑氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。本发明提供的复合材料具有良好的力学性能和结晶性能，为进一步拓展聚丙撑碳酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的应用领域奠定了良好的基础，具有十分广阔的市场前景。

Description

一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，由于不可生物降解塑料造成的废弃物和污染日益严重，石油资源日益短缺，环境友好型聚合物在材料科学领域引起了广泛的关注。生物可降解聚合物由于其生物降解性和生物相容性的结合，在生物医学和工业应用中得到了广泛的研究。
聚丙撑碳酸酯(PPC)是由CO2和环氧丙烷催化共聚合成的生物降解材料；与其他生物降解材料相比，PPC是为数不多的刚性材料，具有杨氏模量高以及较高的储能模量等，但是，由于PPC的热稳定性、尺寸稳定性较差，其在许多应用中的广泛应用仍然具有挑战性。除PPC之外，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)也是广泛应用生物降解材料之一；PBAT是一种芳香族共聚酯，是由对苯二甲酸、己二酸、1.4-丁二醇为原料，通过直接酯化或酯交换法聚合而成的三元共聚酯，既具有长亚甲基链的柔顺性，又有芳环的刚性，从而提高了分子的热稳定性；然而，PBAT的低模量和强度已成为其在许多领域进应用的瓶颈。
将PPC、PBAT和无机填料共混制备复合材料可以在一定程度上弥补PPC和PBAT各自性能上的不足，但无机填料在PPC和PBAT中的分散性较差，在很大程度上影响了复合材料的整体性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法，本发明提供的复合材料具有良好的力学性能和结晶性能。
本发明提供了一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：
Figure BDA0003040350250000021
所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；
所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；
所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，所述聚丙撑碳酸酯的重均分子量为10万～30万。
优选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为10万～40万。
优选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二醇酯所对应的重复单元与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元的摩尔比为(1:3)～(3:1)。
优选的，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或多种。
优选的，所述无机纳米填料的粒径为5～200nm。
本发明提供了一种上述技术方案所述PPC与PBAT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂在溶剂中混合，过滤，干燥，得到修饰后的无机纳米填料；
b)将聚丙撑碳酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚合物改性剂和所述修饰后的无机纳米填料熔融混合，得到PPC与PBAT复合材料。
优选的，步骤a)中，所述溶剂为异丙醇、氯仿、甲苯、四氢呋喃和丙酮中的一种或多种。
优选的，步骤a)中，所述混合的温度为50～80℃；所述混合的时间为4～8h。
优选的，步骤b)中，所述熔融混合的温度为140～180℃；所述熔融共混的时间为5～10min。
与现有技术相比，本发明提供了一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法。本发明提供的复合材料以质量份数计，其原料组成包括：聚丙撑碳酸酯5～95份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～95份；聚合物改性剂0.05～3份；无机纳米填料0.5～10份；无机纳米填料修饰剂0.05～2份；所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。本发明通过在PPC与PBAT复合材料中添加聚合物改性剂和无机纳米填料修饰剂，显著提高了无机纳米填料在聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯基质树脂中的分散性，改善了二者的界面结合强度，从而提高了复合材料的综合力学性能和结晶温度。本发明提供的复合材料具有良好的力学性能和结晶性能，为进一步拓展聚丙撑碳酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的应用领域奠定了良好的基础，具有十分广阔的市场前景。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：
Figure BDA0003040350250000031
所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份。
在本发明提供的复合材料中，所述聚丙撑碳酸酯(PPC)的重均分子量优选为10万～30万，具体可为10万、11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万、18万、19万、20万、21万、22万、23万、24万、25万、26万、27万、28万、29万或30万；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述聚丙撑碳酸酯在复合材料原料中的含量为5～95质量份，具体可为5质量份、10质量份、15质量份、20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份、80质量份、85质量份、90质量份或95质量份。
在本发明提供的复合材料中，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的重均分子量优选为10万～40万，具体可为10万、11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万、18万、19万、20万、21万、22万、23万、24万、25万、26万、27万、28万、29万、30万、31万、32万、33万、34万、35万、36万、37万、38万、39万或40万；所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二醇酯所对应的重复单元(BA重复单元)与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元(BT重复单元)的摩尔比优选为(1:3)～(3:1)，具体可为1:3、1:2.5、1:2、1:1、2:1、2.5:1、3:1；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述聚丙撑碳酸酯在复合材料原料中的含量为5～95质量份，具体可为5质量份、10质量份、15质量份、20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份、80质量份、85质量份、90质量份或95质量份。
在本发明提供的复合材料中，所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯(ACETEM)和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述聚马来酸酐的数均分子量优选为400～1000，具体可为600；所述丙二醇聚醚的数均分子量优选为500～2000，具体可为1000；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述聚合物改性剂在复合材料原料中的含量为0.05～3质量份，具体可为0.05质量份、0.1质量份、0.2质量份、0.3质量份、0.4质量份、0.5质量份、0.7质量份、1质量份、1.2质量份、1.5质量份、1.7质量份、2质量份、2.3质量份、2.5质量份、2.7质量份或3质量份。在本发明提供的一个实施例中，所述聚合物改性剂为丙二醇聚醚、乙酰化单甘油脂肪酸酯和单硬脂酸甘油酯；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述丙二醇聚醚在复合材料原料中的含量为0.5～2质量份，优选为1～2质量份，所述乙酰化单甘油脂肪酸酯在复合材料原料中的含量为0.1～0.5质量份，优选为0.3～0.5质量份，所述单硬脂酸甘油酯在复合材料原料中的含量为0.1～0.5质量份，优选为0.3～0.5质量份。
在本发明提供的复合材料中，所述无机纳米填料优选为纳米二氧化硅、纳米滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或多种；所述无机纳米填料的粒径优选为5～200nm，具体可为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、150nm、170nm或200nm；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述聚合物改性剂在复合材料原料中的含量为0.5～10质量份，具体可为0.5质量份、1质量份、1.5质量份、2质量份、2.5质量份、3质量份、3.5质量份、4质量份、4.5质量份、5质量份、5.5质量份、6质量份、6.5质量份、7质量份、7.5质量份、8质量份、8.5质量份、9质量份、9.5质量份或10质量份。在本发明提供的一个实施例中，所述无机纳米填料为纳米二氧化钛和纳米碳酸钙；所述纳米二氧化钛的粒径优选为5～50nm，更优选为15～30nm，所述纳米碳酸钙的粒径优选为10～70nm，更优选为25～50nm；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述纳米二氧化钛在复合材料原料中的含量为1～5质量份，优选为3～4质量份，所述纳米碳酸钙在复合材料原料中的含量为0.5～4质量份，优选为2.5～3质量份。在本发明提供的另一个实施例中，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅和纳米滑石粉；所述纳米二氧化硅的粒径优选为5～50nm，更优选为20～30nm，所述纳米滑石粉的粒径优选为100～200nm，更优选为150～200nm；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述纳米二氧化硅在复合材料原料中的含量为0.5～3质量份，优选为1.5～2质量份，所述纳米滑石粉在复合材料原料中的含量为0.5～2质量份，优选为1～1.5质量份。
在本发明提供的复合材料中，所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸(cas：17437-24-0)和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述无机纳米填料修饰剂在复合材料原料中的含量为0.05～2质量份，具体可为0.05质量份、0.1质量份、0.15质量份、0.2质量份、0.3质量份、0.4质量份、0.5质量份、0.6质量份、0.7质量份、0.8质量份、0.9质量份、1质量份、1.1质量份、1.2质量份、1.3质量份、1.4质量份、1.5质量份、1.6质量份、1.7质量份、1.8质量份、1.9质量份或2质量份。在本发明提供的一个实施例中，所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵和3-氨基丙基三乙氧基硅烷；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述十六烷基三甲基溴化铵在复合材料原料中的含量为0.025～0.1质量份，更优选为0.025～0.05质量份，所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷在复合材料原料中的含量为0.025～0.1质量份，更优选为0.025～0.05质量份。
本发明还提供了一种上述技术方案所述PPC与PBAT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂在溶剂中混合，过滤，干燥，得到修饰后的无机纳米填料；
b)将聚丙撑碳酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚合物改性剂和所述修饰后的无机纳米填料熔融混合，得到PPC与PBAT复合材料。
在本发明提供的制备方法中，首先将无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂在溶剂中混合。其中，所述无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂在上文中已经介绍，在此不再赘述；所述溶剂包括但不限于异丙醇、氯仿、甲苯、四氢呋喃和丙酮中的一种或多种；所述混合的温度优选为50～80℃，具体可为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃；所述混合的时间优选为4～8h，具体可为4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h或8h。混合结束后，冷却，过滤，之后对过滤得到的固相产物进行干燥。其中，所述干燥的方式优选为真空干燥；所述干燥的温度优选为80～120℃，具体可为80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃；所述干燥的时间优选为0.5～5h，具体可为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。干燥结束后，得到修饰后的无机纳米填料。
在本发明提供的制备方法中，得到修饰后的无机纳米填料后，将聚丙撑碳酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚合物改性剂和所述修饰后的无机纳米填料熔融混合。其中，所述熔融混合的温度优选为140～180℃，具体可为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃；所述熔融共混的混合转速优选为40～120转/min，具体可为40转/min、50转/min、60转/min、70转/min、80转/min、90转/min、100转/min、110转/min或120转/min；所述熔融共混的时间优选为5～10min，具体可为5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min。熔融混合结束后，得到本发明提供的PPC与PBAT复合材料。
在本发明中，为了便于对制备的PPC与PBAT复合材料进行性能测试，优选将制备的复合材料在室温空气状态下冷却，并切割成小块；然后在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的薄膜或片材；之后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到待测试样品。
本发明提供的技术方案通过在PPC与PBAT复合材料中添加聚合物改性剂和无机纳米填料修饰剂，显著提高了无机纳米填料在聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯基质树脂中的分散性，改善了二者的界面结合强度，从而提高了复合材料的综合力学性能和结晶温度。本发明提供的技术方案工艺步骤简单，生产效率高，能够显著改善聚丙撑碳酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的综合性能，为进一步拓展聚丙撑碳酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的应用领域奠定了良好的基础，具有十分广阔的市场前景。
为更清楚起见，下面通过以下实施例和对比例进行详细说明。
在本发明提供的下述实施例和对比例中，制品的性能评价方法如下：
1)杨氏模量测定：按国家标准GB/T1040-2018进行测定。
2)拉伸力学性能测定：采用Instron 1211型电子拉力机上进行拉伸实验测试，样品取自直接模压的薄片，在室温下，拉伸速率10mm/min；拉伸样条的有效部分尺寸为20mm长、4mm宽、厚度约1mm；最终结果取五个样条所测数据的平均值。
3)DSC测试：待测样品在氮气保护下，以10℃/min从-60℃升到160℃，等温3分钟后，10℃/min降温到-60℃，最后仍以10℃/min升到160℃。
实施例1
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，BA和BT两种重复单元的摩尔比2:1，重均分子量40万，50质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为30万，50质量份；聚马来酸酐，数均分子量600，1.5质量份；纳米二氧化钛，粒径5nm，10质量份；γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，1质量份。
2)制备过程：首先将纳米二氧化钛与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷置于丙酮中，50℃搅拌6h，冷却后过滤，在110℃真空干燥2h，得到修饰后的纳米二氧化钛；之后将修饰后的纳米二氧化钛与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丙撑碳酸酯及聚马来酸酐进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在170℃条件下进行反应性混合，混合转速为60转/min，混合时间为8min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量309.4MPa，拉伸强度31.5MPa，结晶温度80.1℃。
实施例2
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，BA和BT两种重复单元的摩尔比3:1，重均分子量30万，70质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为20万，30质量份；丙二醇聚醚，数均分子量1000，3质量份；纳米二氧化钛，粒径15nm，3质量份；纳米碳酸钙，粒径25nm，2.5质量份；氨基十八烷酸，2质量份。
2)制备过程：首先将纳米二氧化钛、纳米碳酸钙与氨基十八烷酸置于异丙醇及氯仿溶液中，80℃搅拌6h，冷却后过滤，在110℃真空干燥2h，得到修饰后的无机纳米填料；之后将修饰后的无机纳米填料与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丙撑碳酸酯及丙二醇聚醚进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在140℃条件下进行反应性混合，混合转速为100转/min，混合时间为5min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量296.7MPa，拉伸强度34.5MPa，结晶温度82.7℃。
实施例3
参照实施例2，其区别仅在于，不添加纳米碳酸钙，将纳米二氧化钛的用量增加到5.5质量份。
性能检测结果为：杨氏模量289.7MPa，拉伸强度30.7MPa，结晶温度79.9℃。
实施例4
参照实施例2，其区别仅在于，不添加纳米二氧化钛，将纳米碳酸钙的用量增加到5.5质量份。
性能检测结果为：杨氏模量297.6MPa，拉伸强度31.7MPa，结晶温度80.0℃。
实施例5
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，BA和BT两种重复单元的摩尔比1:1，重均分子量20万，20质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为30万，80质量份；丁二酸酐，0.5质量份；纳米二氧化硅，粒径20nm，5质量份；十六烷基三甲基溴化铵，0.025质量份；3-氨基丙基三乙氧基硅烷，0.025质量份。
2)制备过程：首先将纳米二氧化硅与十六烷基三甲基溴化铵及3-氨基丙基三乙氧基硅烷置于氯仿溶液中，60℃搅拌6h，冷却后过滤，在110℃真空干燥2h，得到修饰后的纳米二氧化硅；之后将修饰后的纳米二氧化硅与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丙撑碳酸酯及丁二酸酐进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在160℃条件下进行反应性混合，混合转速为80转/min，混合时间为7min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量336.5MPa，拉伸强度31.8MPa，结晶温度83.9℃。
实施例6
参照实施例5，其区别仅在于，不添加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，将十六烷基三甲基溴化铵的用量增加到0.05质量份。
性能检测结果为：杨氏模量317.5MPa，拉伸强度29.1MPa，结晶温度81.1℃。
实施例7
参照实施例5，其区别仅在于，不添加十六烷基三甲基溴化铵，将3-氨基丙基三乙氧基硅烷的用量增加到0.05质量份。
性能检测结果为：杨氏模量319.8MPa，拉伸强度30.9MPa，结晶温度81.8℃。
实施例8
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，BA和BT两种重复单元的摩尔比1:3，重均分子量10万，5质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为10万，95质量份；乙酰化单甘油脂肪酸酯，0.05质量份；纳米二氧化硅，粒径20nm，1.5质量份；纳米滑石粉，粒径200nm，1质量份；十六烷基三甲基溴化铵，0.1质量份。
2)制备过程：首先将纳米二氧化硅、纳米滑石粉与十六烷基三甲基溴化铵置于丙酮溶液中，70℃搅拌6h，冷却后过滤，在110℃真空干燥2h，得到修饰后的无机纳米填料；之后将得到修饰后的无机纳米填料与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丙撑碳酸酯及乙酰化单甘油脂肪酸酯进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在180℃条件下进行反应性混合，混合转速为40转/min，混合时间为10min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量370.1MPa，拉伸强度24.3MPa，结晶温度76.8℃。
实施例9
参照实施例8，其区别仅在于，不添加纳米二氧化硅，将纳米滑石粉的用量增加到2.5质量份。
性能检测结果为：杨氏模量357.7MPa，拉伸强度21.5MPa，结晶温度76.9℃。
实施例10
参照实施例8，其区别仅在于，不添加纳米滑石粉，将纳米二氧化硅的用量增加到2.5质量份。
性能检测结果为：杨氏模量361.4MPa，拉伸强度22.8MPa，结晶温度74.5℃。
实施例11
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，BA和BT两种重复单元的摩尔比1:2，重均分子量20万，95质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为20万，5质量份；丙二醇聚醚，数均分子量1000，2质量份；乙酰化单甘油脂肪酸酯，0.5质量份；单硬脂酸甘油酯，0.5质量份；纳米滑石粉，粒径150nm，5质量份；十六烷基三甲基溴化铵，0.5质量份。
2)制备过程：首先纳米滑石粉、十六烷基三甲基溴化铵置于异丙醇溶液中，80℃搅拌6h，冷却后过滤，在110℃真空干燥2h，得到修饰后的纳米滑石粉；之后将修饰后的纳米滑石粉与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丙撑碳酸酯、丙二醇聚醚、乙酰化单甘油脂肪酸酯及单硬脂酸甘油酯进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在160℃条件下进行反应性混合，混合转速为60转/min，混合时间为6min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量268.7MPa，拉伸强度36.3MPa，结晶温度87.8℃。
实施例12
参照实施例11，其区别仅在于，不添加乙酰化单甘油脂肪酸酯和单硬脂酸甘油酯，将丙二醇聚醚的用量增加到3质量份。
性能检测结果为：杨氏模量241.6MPa，拉伸强度31.5MPa，结晶温度82.7℃。
实施例13
参照实施例11，其区别仅在于，不添加丙二醇聚醚和单硬脂酸甘油酯，将乙酰化单甘油脂肪酸酯的用量增加到3质量份。
性能检测结果为：杨氏模量257.3MPa，拉伸强度34.4MPa，结晶温度83.3℃。
实施例14
参照实施例11，其区别仅在于，不添加丙二醇聚醚和乙酰化单甘油脂肪酸酯，将单硬脂酸甘油酯的用量增加到3质量份。
性能检测结果为：杨氏模量235.2MPa，拉伸强度35.2MPa，结晶温度80.7℃。
对比例1
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，重均分子量40万，50质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为30万，50质量份。
2)制备过程：将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚丙撑碳酸酯进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在180℃条件下进行熔融共混，混合转速为100转/min，混合时间为10min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃，10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量129.6MPa，拉伸强度9.5MPa，结晶温度77.3℃。
对比例2
1)原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，重均分子量30万，50质量份；聚丙撑碳酸酯，重均分子量为20万，50质量份；纳米二氧化硅，粒径5nm，5质量份；
2)制备过程：首先将纳米二氧化硅与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丙撑碳酸酯进行混合；并将混合物料于转矩流变仪中在180℃条件下进行熔融共混，混合转速为120转/min，混合时间为10min；混合结束后，得到PPC与PBAT复合材料。
3)性能检测：将得到的复合材料直接在室温空气状态下冷却，并切割成小块，在平板硫化机上于180℃、10MPa的压力下压成不同厚度的片材，然后迅速放置到冷压机下保压冷却至室温，得到测试样品；对所述测试样品进行力学性能和DSC检测，结果为：杨氏模量149.7MPa，拉伸强度12.3MPa，结晶温度76.1℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：
聚丙撑碳酸酯5～95份；
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～95份；
聚合物改性剂0.05～3份；
无机纳米填料0.5～10份；
无机纳米填料修饰剂0.05～2份；
所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；
所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；
所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述聚丙撑碳酸酯的重均分子量为10万～30万。
3.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为10万～40万。
4.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二醇酯所对应的重复单元与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元的摩尔比为(1:3)～(3:1)。
5.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述无机纳米填料的粒径为5～200nm。
7.一种权利要求1～6任一项所述PPC与PBAT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂在溶剂中混合，过滤，干燥，得到修饰后的无机纳米填料；
b)将聚丙撑碳酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚合物改性剂和所述修饰后的无机纳米填料熔融混合，得到PPC与PBAT复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述溶剂为异丙醇、氯仿、甲苯、四氢呋喃和丙酮中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述混合的温度为50～80℃；所述混合的时间为4～8h。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述熔融混合的温度为140～180℃；所述熔融共混的时间为5～10min。
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