CN113321910B - 一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料 - Google Patents
一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113321910B CN113321910B CN202110742594.3A CN202110742594A CN113321910B CN 113321910 B CN113321910 B CN 113321910B CN 202110742594 A CN202110742594 A CN 202110742594A CN 113321910 B CN113321910 B CN 113321910B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polylactic acid
- flame retardant
- cellulose
- retardant
- halogen
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
- C08K2003/321—Phosphates
- C08K2003/322—Ammonium phosphate
- C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/22—Halogen free composition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料,是在聚乳酸中添加特定复合阻燃体系获得无卤阻燃聚乳酸复合材料的技术,通过熔融共混法制得。具体是在聚乳酸中加入含双键的纳米纤维素和含磷阻燃剂组成的复配阻燃剂FR、具有特定结构的交联剂、引发剂,在一定条件下熔融共混制备新型无卤阻燃聚乳酸材料。在引发剂的引发下,聚乳酸和含双键的纳米纤维素以及具有特定结构的交联剂发生反应形成交联体系,使材料在具有良好阻燃性能的同时具有优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明属于高性能阻燃高分子材料技术领域,具体涉及一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种源于玉米淀粉和糖类的生物基可再生聚合物,具有优异的生物相容性和生物可降解性等特点,已经广泛应用于包装、生物医疗等领域。然而,聚乳酸易燃且滴落严重,从而限制了其在电子电器、汽车等对阻燃性能要求比较高的领域的应用。目前主要通过添加阻燃剂来提高聚乳酸阻燃性能,但由于阻燃剂与聚乳酸基体之间的相容性差,在加入阻燃剂的同时会降低材料的力学性能,因此开发一种兼具优良力学性能和阻燃性能的阻燃聚乳酸材料是目前的一个研究热点。
目前,提高阻燃聚乳酸体系力学性能的方式主要包括添加增韧剂、纤维增强、纳米粒子增强和合成新型阻燃剂四种方式,其中,添加增韧剂和纤维增强由于在体系中引入易燃的组分,会使材料阻燃性能大幅度下降,合成新型阻燃剂工艺流程复杂,难以实现工业化生产。
纳米纤维素具有优异的机械强度、刚度以及高长径比,加入聚乳酸中有利于提高材料的力学性能。但是如果仅仅是把纳米纤维素以物理共混的形式加入到聚乳酸中,材料力学性能的提高是有限的。需要在二者之间引入化学作用力来进一步提高材料的力学性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料。本发明通过在聚乳酸中加入含双键的纳米纤维素和含磷阻燃剂组成的复配阻燃剂、具有特定结构的交联剂、引发剂,在一定条件下熔融共混制备新型无卤阻燃聚乳酸材料。在引发剂的引发下,聚乳酸和含双键的纳米纤维素以及具有特定结构的交联剂发生反应形成交联体系,使材料在具有良好阻燃性能的同时具有优异的力学性能。本发明在提高聚乳酸阻燃性能的基础上极大程度地提高了材料的力学性能,且本发明方法加工工艺简单、环保。
本发明所提供的一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料,按照质量份数计,组成成分为:聚乳酸70~95份;复配阻燃剂FR5~30份(FR为含双键的纳米纤维素和含磷阻燃剂复配而成,其中含双键的纳米纤维素和含磷阻燃剂的质量比为1:3);具有特定结构的交联剂0.1~3份;引发剂0.1~1份;引发剂与交联剂的质量比为1:3~3:1。
所述的含双键的纳米纤维素通过如下步骤制备:
首先,将乙烯基硅烷偶联剂加入到水和无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。其中,水和无水乙醇的体积比例为1:1~1:20。所述的乙烯基硅烷偶联剂为三乙酰氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种,其中优选乙烯基三乙氧基硅烷。
然后,将得到的水解偶联剂加入到纳米纤维素和溶剂的混合液中,滴加完毕后,加热升温至30~100℃,搅拌回流反应5~24小时。其中,乙烯基硅烷偶联剂和纳米纤维素的质量比为5:1~1:1,溶剂的体积为50~120ml。纳米纤维素可选纤维素纳米晶(CNC)、纤维素纳米纤维(CNF)和细菌纳米纤维素(BNC)中的一种或多种混合物,其表面含羟基基团,其中优选CNC。溶剂可选无水乙醇、二甲苯、甲苯、环已烷、乙酸乙酯、乙腈、丁酮、丙腈、异丙醇、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种混合液。
反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
所述的含磷阻燃剂为红磷、亚膦酸酯、次膦酸盐、膦酸酯、膦酸盐、磷酸酯或磷酸盐中的一种或多种,其中优选聚磷酸铵(APP)。
所述的具有特定结构的交联剂为三烯丙基异氰酸脲酯(TAIC),其结构如下:
所述的引发剂为过氧化醋酸叔戊酯(TAPA)、过氧化苯甲酸叔戊酯(TAPB)、过氧化3,3,5三甲基己酸叔丁酯(TBPMH)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二叔戊基(DTAP)、过氧化二叔丁基(DTBP)中的一种或多种混合物,其中优选过氧化二异丙苯(DCP)。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明得到的含双键的纳米纤维素,在引发剂的引发下,可与聚乳酸和具有特定结构的交联剂发生反应形成交联体系,增加了聚乳酸基体和阻燃剂之间的结合力,有利于提高复合材料的力学性能;
(2)本发明得到的复配阻燃剂由含双键的纳米纤维素与含磷阻燃剂组成,纳米纤维素作为炭源,含磷阻燃剂作为酸源和气源,是一种典型的膨胀阻燃体系,在聚乳酸中阻燃效率高。此外,纳米纤维素和聚乳酸基体之间以化学键的形式结合,从而提高了纳米纤维素在聚乳酸中的分散性,制得的聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料具有良好的阻燃性能。
(3)本发明采用添加少量的引发剂和交联剂的方式同时提高阻燃聚乳酸材料的阻燃性能和力学性能,加工方法和流程简单、便于实现工业化生产。
具体实施方式
本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限制。
实施例1
步骤(1):将44.0g乙烯基三乙氧基硅烷加入到40ml水和40ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到8.8g CNC和50ml二甲苯的混合液中,滴加完毕后,加热升温至30℃,搅拌回流反应24小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂。然后,取30份该复配阻燃剂、0.1份DCP、0.3份TAIC以及70份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在185℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-1。
实施例2
步骤(1):将3.4g乙烯基三乙氧基硅烷加入到5ml水和100ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到3.4g CNC和60ml N,N-二甲基乙酰胺的混合液中,滴加完毕后,加热升温至100℃,搅拌回流反应5小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂、0.15份DCP、0.15份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在170℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-2。
实施例3
步骤(1):将14.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到20ml水和100ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到7.3g CNC和70ml甲苯的混合液中,滴加完毕后,加热升温至90℃,搅拌回流反应7小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取25份该复配阻燃剂、0.15份DCP、0.45份TAIC以及75份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在175℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-3。
实施例4
步骤(1):将10.8g乙烯基三乙氧基硅烷加入到15ml水和75ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到2.7g CNC和120ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至40℃,搅拌回流反应10小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取15份该复配阻燃剂、0.3份DCP、0.1份TAIC以及85份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在200℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-4。
实施例5
步骤(1):将23.7g乙烯基三乙氧基硅烷加入到20ml水和140ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到7.9g CNC和90ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至70℃,搅拌回流反应14小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂、0.3份DCP、0.3份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-5。
实施例6
步骤(1):将12.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到10ml水和120ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到2.8g CNC和100ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至60℃,搅拌回流反应20小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂、0.3份DCP、0.9份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在190℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-6。
实施例7
步骤(1):将29.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到70ml水和70ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到7.4g CNC和110ml乙腈的混合液中,滴加完毕后,加热升温至50℃,搅拌回流反应16小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂、0.9份DCP、0.3份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-7。
实施例8
步骤(1):将2.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到5ml水和85ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到1.3g CNC和50ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至75℃,搅拌回流反应12小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂、0.9份DCP、0.9份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在195℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-8。
实施例9
步骤(1):将11.3g乙烯基三乙氧基硅烷加入到15ml水和180ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到11.3g CNC和65ml甲苯的混合液中,滴加完毕后,加热升温至95℃,搅拌回流反应19小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂、0.9份DCP、2.7份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在200℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-9。
实施例10
步骤(1):将33.5g乙烯基三乙氧基硅烷加入到70ml水和140ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到6.7g CNC和120ml二甲苯的混合液中,滴加完毕后,加热升温至80℃,搅拌回流反应11小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取10份该复配阻燃剂、0.9份DCP、0.9份TAIC以及90份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在210℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-10。
实施例11
步骤(1):将47.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到75ml水和100ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到13.6g CNC和95ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至75℃,搅拌回流反应18小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取5份该复配阻燃剂、0.9份DCP、0.9份TAIC以及95份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料PLA-11。
对照例1
取100份聚乳酸加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得纯聚乳酸材料。
对照例2
步骤(1):将47.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到75ml水和100ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到13.6g CNC和95ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至85℃,搅拌回流反应13小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份该复配阻燃剂以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料。
对照例3
步骤(1):将47.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到75ml水和100ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到13.6g CNC和95ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至85℃,搅拌回流反应13小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份复配阻燃剂、0.9份DCP以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料。
对照例4
步骤(1):将47.6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到75ml水和100ml无水乙醇的混合液中,在室温下超声10分钟,得到水解的偶联剂。然后,将得到的水解偶联剂加入到13.6g CNC和95ml无水乙醇的混合液中,滴加完毕后,加热升温至85℃,搅拌回流反应13小时。反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素。
步骤(2):将步骤(1)中得到的含双键的纳米纤维素与APP按质量比为1:3预先混合,制成复配阻燃剂FR。然后,取20份复配阻燃剂、0.9份TAIC以及80份聚乳酸一起加入到转矩流变仪中,在180℃下进行熔融共混,制得无卤阻燃聚乳酸复合材料。
对所述对照例及实施例中的无卤阻燃聚乳酸复合材料以及纯聚乳酸材料进行极限氧指数测试和垂直燃烧测试,具体测试结果见表1。
对所述对照例和实施例中的阻燃聚乳酸材料以及纯聚乳酸材料进行凝胶含量测试,具体测试结果见表2。
对所述对照例和实施例中的阻燃聚乳酸材料以及纯聚乳酸材料进行力学性能测试,具体测试结果见表3。
表1
样品名称 | 样品组成 | 极限氧指数值(%) | UL 94 |
对照例1 | 100PLA | 20.6 | NR |
对照例2 | 80PLA/20FR | 36.3 | V-0 |
对照例3 | 80PLA/0.9DCP/20FR | 37.0 | V-0 |
对照例4 | 80PLA/0.9TAIC/20FR | 35.9 | V-0 |
PLA-1 | 70PLA/0.1DCP/0.3TAIC/30FR | 39.4 | V-2 |
PLA-2 | 80PLA/0.15DCP/0.15TAIC/20FR | 40.1 | V-2 |
PLA-3 | 75PLA/0.15DCP/0.45TAIC/25FR | 41.6 | V-2 |
PLA-4 | 85PLA/0.3DCP/0.1TAIC/15FR | 35.6 | V-2 |
PLA-5 | 80PLA/0.3DCP/0.3TAIC/20FR | 41.1 | V-0 |
PLA-6 | 80PLA/0.3DCP/0.9TAIC/20FR | 40.9 | V-0 |
PLA-7 | 80PLA/0.9DCP/0.3TAIC/20FR | 42.8 | V-0 |
PLA-8 | 80PLA/0.9DCP/0.9TAIC/20FR | 41.7 | V-0 |
PLA-9 | 80PLA/0.9DCP/2.7TAIC/20FR | 39.6 | V-0 |
PLA-10 | 90PLA/0.9DCP/0.9TAIC/10FR | 29.1 | V-2 |
PLA-11 | 95PLA/0.9DCP/0.9TAIC/5FR | 27.3 | V-2 |
表2
样品名称 | 样品组成 | 凝胶含量(%) |
对照例1 | 100PLA | 0 |
对照例2 | 80PLA/20FR | 0 |
对照例3 | 80PLA/0.9DCP/20FR | 5.9 |
对照例4 | 80PLA/0.9TAIC/20FR | 15.1 |
PLA-1 | 70PLA/0.1DCP/0.3TAIC/30FR | 3.9 |
PLA-2 | 80PLA/0.15DCP/0.15TAIC/20FR | 4.6 |
PLA-3 | 75PLA/0.15DCP/0.45TAIC/25FR | 22.6 |
PLA-4 | 85PLA/0.3DCP/0.1TAIC/15FR | 20.8 |
PLA-5 | 80PLA/0.3DCP/0.3TAIC/20FR | 30.0 |
PLA-6 | 80PLA/0.3DCP/0.9TAIC/20FR | 41.1 |
PLA-7 | 80PLA/0.9DCP/0.3TAIC/20FR | 31.6 |
PLA-8 | 80PLA/0.9DCP/0.9TAIC/20FR | 55.9 |
PLA-9 | 80PLA/0.9DCP/2.7TAIC/20FR | 61.1 |
PLA-10 | 90PLA/0.9DCP/0.9TAIC/10FR | 39.1 |
PLA-11 | 95PLA/0.9DCP/0.9TAIC/5FR | 37.3 |
表3
样品名称 | 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(%) | 冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) |
对照例1 | 33.6±0.5 | 0.78±0.2 | 17.6±0.3 |
对照例2 | 23.7±0.8 | 0.17±0.3 | 14.3±0.4 |
对照例3 | 28.3±0.6 | 0.48±0.2 | 13.1±0.3 |
对照例4 | 28.5±0.5 | 0.59±0.5 | 12.0±0.7 |
PLA-1 | 16.0±0.4 | 0.65±0.2 | 8.4±0.7 |
PLA-2 | 17.2±0.8 | 0.51±0.6 | 11.4±1.1 |
PLA-3 | 15.4±0.6 | 0.46±0.2 | 10.5±0.7 |
PLA-4 | 16.5±0.5 | 0.28±0.4 | 9.7±0.6 |
PLA-5 | 27.6±0.6 | 0.53±0.5 | 17.8±0.6 |
PLA-6 | 30.3±0.4 | 0.38±0.7 | 21.1±0.4 |
PLA-7 | 27.4±0.5 | 0.61±0.6 | 15.6±0.3 |
PLA-8 | 34.6±0.8 | 0.49±0.6 | 19.7±0.3 |
PLA-9 | 28.6±0.4 | 0.49±0.3 | 18.4±0.4 |
PLA-10 | 34.8±0.4 | 0.48±0.7 | 19.4±0.4 |
PLA-11 | 35.2±0.5 | 0.57±0.7 | 20.7±0.3 |
Claims (2)
1.一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料,其特征在于,采用如下方法制得:将含双键的纳米纤维素和含磷阻燃剂进行复配,得到复配阻燃剂FR,再加入具有特定结构的交联剂、引发剂后,与聚乳酸进行熔融共混,获得聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料;
所述的聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料,按照质量份数计,组成成分为:聚乳酸70~95份;复配阻燃剂FR 5~30份;具有特定结构的交联剂0.1~3份;引发剂0.1~1份;引发剂与交联剂的质量比为1:3~3:1,所述的FR中含双键的纳米纤维素和含磷阻燃剂的质量比为1:3;
所述的含双键的纳米纤维素通过如下步骤制备:
首先,将乙烯基硅烷偶联剂加入到水和无水乙醇的混合液中,在室温下超声,得到水解的偶联剂,其中,水和无水乙醇的体积比例为1:1~1:20;所述的乙烯基硅烷偶联剂为三乙酰氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种;
然后,将得到的水解偶联剂加入到纳米纤维素和溶剂的混合液中,滴加完毕后,加热升温至30~100℃,搅拌回流反应5~24小时;其中,乙烯基硅烷偶联剂和纳米纤维素的质量比为5:1~1:1,溶剂的体积为50~120ml;所述纳米纤维素为纤维素纳米晶(CNC)、纤维素纳米纤维(CNF)和细菌纳米纤维素(BNC)中的一种或多种混合物,其表面含羟基基团,所述溶剂为无水乙醇、二甲苯、甲苯、环已烷、乙酸乙酯、乙腈、丁酮、丙腈、异丙醇、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种混合液;
反应结束后,静置冷却,待固体完全析出后抽滤,真空干燥,得到一种含双键的纳米纤维素;
所述的含磷阻燃剂为红磷、亚膦酸酯、次膦酸盐、膦酸酯、膦酸盐、磷酸酯或磷酸盐中的一种或多种;
所述的具有特定结构的交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC),其结构如下:
所述的引发剂为过氧化醋酸叔戊酯(TAPA)、过氧化苯甲酸叔戊酯(TAPB)、过氧化3,3,5三甲基己酸叔丁酯(TBPMH)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二叔戊基(DTAP)、过氧化二叔丁基(DTBP)中的一种或多种混合物。
2.如权利要求1所述的一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料,其特征在于,所述复合材料通过熔融共混的方式加工而成,加工温度为170~210℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110742594.3A CN113321910B (zh) | 2021-07-01 | 2021-07-01 | 一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110742594.3A CN113321910B (zh) | 2021-07-01 | 2021-07-01 | 一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113321910A CN113321910A (zh) | 2021-08-31 |
CN113321910B true CN113321910B (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=77425349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110742594.3A Active CN113321910B (zh) | 2021-07-01 | 2021-07-01 | 一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113321910B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114752115B (zh) * | 2022-05-25 | 2023-03-24 | 台州学院 | 一种阻燃改性纤维素、聚乳酸基复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101611086B (zh) * | 2006-11-01 | 2013-10-09 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 聚氨酯组合物、由其制备的制品及其制备方法 |
CN111690240A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-22 | 南宁学院 | 一种聚乳酸/纳米纤维素复合材料及其制备方法 |
CN111793338B (zh) * | 2020-08-17 | 2023-06-23 | 郑州大学 | 一种复配型无卤阻燃植物纤维增强聚乳酸材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-07-01 CN CN202110742594.3A patent/CN113321910B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113321910A (zh) | 2021-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112225945B (zh) | 一种氢氧化镁-微胶囊阻燃剂及其制备方法 | |
CN110607046B (zh) | 一种阻燃型聚乙烯醇气凝胶及其制备方法 | |
KR102180931B1 (ko) | 아민화된 난연제로 개질된 그래핀 옥사이드 충전제 및 이를 이용한 폴리프로필렌 나노복합재료조성물 | |
CN113321910B (zh) | 一种聚乳酸/纳米纤维素无卤阻燃复合材料 | |
CN115011078B (zh) | 一种阻燃环保pet塑料及其制备方法 | |
TW201345934A (zh) | 高分子、高分子混摻物、與阻燃材料 | |
CN115260767B (zh) | 阻燃、高温硫化硅橡胶及其制备方法 | |
CN113861298A (zh) | 一种含磷氮纤维素生物基阻燃剂及其制备方法 | |
CN116199961A (zh) | 一种耐高温抗腐蚀线束材料及其制备方法 | |
KR20200082850A (ko) | 난연제 및 상용화제로 개질된 그래핀 옥사이드 충전제 및 이를 이용한 폴리프로필렌 나노복합재료조성물 | |
CN116656046B (zh) | 阻燃抗紫外改性木质素杂化MXene/聚丙烯复合材料及制备方法 | |
CN117844141A (zh) | 一种抗压耐磨电缆料及其制备方法 | |
CN113861309A (zh) | 一种磷酰胺交联壳聚糖生物基阻燃剂及其制备方法 | |
CN113563486B (zh) | 一种含磷腈基团的阻燃纳米纤维素、制备方法及其阻燃聚乳酸 | |
CN115948002A (zh) | 一种阻燃橡胶材料及其制备方法和密封条 | |
CN111072316A (zh) | 一种pmma-氢氧化铝-有机磷的亚克力复合基材及其制备方法 | |
CN111333910B (zh) | 用于聚乳酸的成核剂、组合物及成核剂的制备方法 | |
CN114752115A (zh) | 一种阻燃改性纤维素、聚乳酸基复合材料及其制备方法 | |
CN115073888A (zh) | 一种利用复配阻燃剂制备透明阻燃环氧树脂的方法 | |
CN112126061B (zh) | 一种巯基石墨烯共聚巯基-烯聚合物阻燃体系的制备方法 | |
KR101579478B1 (ko) | 난연효율이 우수한 고분자수지용 무기수산화물―실리카하이브리드 복합 난연제의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 복합난연제 | |
CN114874456A (zh) | 无卤阻燃可降解塑料的天然木质素改性方法 | |
CN108586810A (zh) | 一种石墨烯基无卤阻燃抑烟剂制备方法及其应用 | |
CN117887220B (zh) | 一种环保型阻燃pbt塑料及其制备工艺 | |
CN113621179B (zh) | 表面改性的烷基次膦酸锌阻燃剂和基于其的改性聚碳酸酯 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Halogen free Flame Retardant Polylactic Acid/Nanocellulose Composite Effective date of registration: 20221207 Granted publication date: 20220624 Pledgee: Zhejiang Fuyang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Changkou Sub branch Pledgor: Hangzhou Zhihe New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2022980025158 |
|
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |