[发明专利]一种高岭土改性聚己内酯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技术领域，具体涉及一种高岭土改性聚己内酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚己内酯(PCL)是一种微生物降解型的热塑性塑料，以其良好的生物降解性和较好的力学性能得到了科学界和工业界的广泛关注，应用于可控释药物载体、细胞、组织培养基架；完全可降解塑料手术缝合线；高强度的薄膜丝状成型物；塑料低温冲击性能改性剂和增塑剂；医用造型材料、工业、美术造型材料、玩具、有机着色剂、热复写墨水附着剂、热熔胶合剂等。

但聚己内酯与目前工业上广泛应用的石油基工程塑料相比，其强度和韧性相对较差，从而大大限制了它的应用范围，因此对PCL进行改性以提高其使用性能是非常有必要的，其中共混改性的方法是最容易实现的，但目前对其进行性能改性的报道比较少。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高岭土改性聚己内酯复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高岭土改性聚己内酯复合材料，由下述组分按重量百分比制成：

聚己内酯                     80-90份

改性高岭土                   5-20份

聚己内酯接枝马来酸酐         3-8份

抗氧化剂                     0.1-5份

所述聚己内酯为线形聚己内酯，其重均分子量为10000-100000g/mol。

所述的改性高岭土是由硬脂酸、十八烷基三甲基溴化铵与高岭土按质量比为15-20：5-10:40-50组成。

所述聚己内酯接枝马来酸酐的接枝率为0.3%-2%。

抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯（简称Irganox168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（简称Irganox1010）、1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯（简称Irganox1330）中的至少一种。

一种制备上述的高岭土改性聚己内酯复合材料的方法，包括以下步骤：

（1）按质量比，将硬脂酸添加到由十八烷基三甲基溴化铵与高岭土组成的水溶液中，加热搅拌，抽滤、洗涤、干燥得改性高岭土；

（2）按配比称取干燥的聚己内酯、聚己内酯接枝马来酸酐和抗氧剂，并通过高速混合机搅拌10～12分钟，形成混合物料；

（3）将（2）中的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，在其第三区、第四区或第五区处通过侧位加料的方式加入经（1）制备的干燥改性高岭土，然后挤出、造粒得高岭土改性聚己内酯复合材料。

所述的双螺杆挤出机的螺杆转速为120～180r/min、各区温度为一区温度70～100℃，二区温度160～190℃，三区温度170～200℃，四区温度160～200℃，五区温度160～200℃，六区温度160～200℃，机头温度150～190℃

本发明具有下述有益效果：

1、本发明在PCL加工过程中通过引用改性高岭土及聚己内酯接枝马来酸酐改善聚己内酯的力学性能，大大提高了复合材料的强度及耐热性，使得制备得到的复合材料同时兼具很好的强度、韧性、耐热性等性能。 

2、煅烧高岭土经过硬脂酸、十八烷基三甲基溴化铵改性处理之后在高聚物中的分散性得到改善，减少团聚，从而增强无机粒子与基体的粘结强度；

3、聚己内酯接枝马米酸酐(PCL-g-MAH)的加入既能够减少无机粒子在高聚物中的团聚，又在有机高聚物之间起到桥梁作用，形成模量梯度的界面过渡层，与高岭土产生很好的协同改性作用，提高了复合材料力学性能和耐热性。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。

在下述各个实施例中，聚己内酯为线形聚己内酯，其重均分子量为10000-100000g/mol。

聚己内酯接枝马来酸酐(PCL-g-MAH) 接枝率为0.3%-2%。

抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯 （简称Irganox168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯 （简称Irganox1010）和 1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯（简称Irganox1330）中的至少一种。