[发明专利]聚乳酸和植物纤维复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体的说涉及一种具有高耐热性的聚乳酸和植物纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种可以由农作物(如玉米)发酵所得的乳酸聚合而成的高分子材料，因此，聚乳酸是一种环境友好高分子材料。同时，由于聚乳酸还具有生物可降解性，较好的机械性能和加工性能。但是，纯聚乳酸的玻璃化温度较低，只有50～65℃，再者聚乳酸结晶速度慢，导致聚乳酸成型制品的耐热性(热变形温度)较低，在很大程度上限制了聚乳酸的应用范围。通过加入成核剂和成核助剂，在进行样品制备的时候诱导并加快聚乳酸的结晶，能够有效提高聚乳酸的结晶度，进而提高聚乳酸的耐热性。同时，天然植物纤维的加入，对于提高整个聚乳酸复合材料的综合性能也有明显的效果。

聚乳酸/天然纤维复合材料的研究引起了人们的广泛关注。中国专利(申请号分别为200510110181.4)公布了一种采用原位聚合制备聚乳酸/苎麻纤维复合材料的方法。中国专利(200510030494.9和200510023647.7)分别公布了一种通过共混改性制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的方法，各项性能都有较明显改善。中国专利(申请号为200610023342.0)公布了一种纤维状纳米粘土/聚乳酸复合材料的制备方法。上述这些专利在改善聚乳酸复合材料性能方面都有其独特之处，但是都存在操作复杂，不易工业化等不足。同时，这些专利对于聚乳酸复合材料的耐热性都没有进行充分的研究。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种具有高耐热性的聚乳酸和植物纤维复合材料。

本发明的另一目的是提供一种上述聚乳酸和植物纤维复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种具有高耐热性的聚乳酸和植物纤维复合材料，主要由以下重量份的原料组成：

聚乳酸      35～98.8

植物纤维    1～50

成核剂      0.1～5

成核助剂    0.1～10。

上述的聚乳酸分子量为10～50万，其中右旋乳酸单体单元的含量不超过10％。

上述的植物纤维选自大麻纤维、棉纤维、竹纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、亚麻布纤维、黄麻纤维、剑麻纤维或焦麻纤维中的一种或几种。

上述的植物纤维的平均长度为100μm～30mm。

上述的植物纤维原料的形态可以使纱线状，纱条状或者无规状。植物纤维原料的形态对复合材料的最终性能没有影响，只对加工过程有所影响。

上述的成核剂为无机矿物成核剂、有机成核剂或无机矿物成核剂和有机成核剂的混合。

其中无机矿物成核剂优选滑石粉、白碳黑、碳酸钙、蒙脱土或高岭土中的一种或几种。

有机成核剂优选Dupont公司的沙林树脂(Surlyn)、乙撑双月桂酰胺、乙撑双硬酯酰胺或乙撑双油酸酰胺中的一种或几种。

上述的成核助剂为聚醚、低分子量酯类或者聚醚和低分子量酯类的混合。

聚醚优选聚乙二醇、聚环氧丙烷或聚四氢呋喃中的一种或几种。

低分子量酯类，优选柠檬酸酯(如柠檬酸三丁酯，柠檬酸三乙酯等)、脂肪酸酯(硬脂酸酯，月桂酸酯，油酸酯，亚油酸酯肉豆蔻酸酯等)、磷酸酯(如磷酸三苯酯，磷酸三(甲苯)酯，磷酸三丁酯，磷酸三乙酯，磷酸二苯甲苯酯，磷酸三异辛酯等)、对苯二甲酸酯或月桂酸酯中的一种或几种，这里所述的低分子通常意义上是指相对分子量小于10000。