[发明专利]玻璃纤维-纳米羟基磷灰石-聚乳酸三元复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种玻璃纤维‑纳米羟基磷灰石‑聚乳酸三元复合材料及其制备方法。主要由同向玻璃纤维片材、纳米羟基磷灰石和聚乳酸堆垛层压而成，同向玻璃纤维片材质量为10‑20％，纳米羟基磷灰石质量为2‑5％，剩余为聚乳酸；将玻璃纤维束丝绕在纸筒上黏合，取下纸筒获得同向玻璃纤维片材；分散纳米羟乙基磷灰石加入氯仿中，将聚乳酸颗粒投入含有羟基磷灰石的氯仿溶液中，倒入模具静置获得纳米材料片材，将纳米材料片材与同向玻璃纤维片材进行堆垛成多层材料后压制成型。本发明材料面向生物医疗应用，其中羟基磷灰石与聚乳酸均具有良好的生物兼容性，通过同向玻璃纤维片层则有效增强该三元复合材料的机械性能，具有巨大的生物医疗应用前景。

技术领域

本发明涉及了一种复合材料及其制备方法，尤其是涉及了一种玻璃纤维-纳米羟基磷灰石-聚乳酸三元复合材料及其制备方法。

背景技术

由于其易于成型且生物相容性好，聚乳酸被在生物医药领域被广泛研究。然而由于其机械强度的不足，导致其应用相当局限。目前已经有不少研究应用纳米磷灰石于聚乳酸，然而尽管拉伸、弯曲性能有所提高，其冲击性能反而更为降低。

玻璃纤维在复合材料中的应用非常广泛，能显著提高聚合物材料的综合性能，然而通过片材形式加入纳米羟基磷灰石-聚乳酸材料尚未见相关报道。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种玻璃纤维-纳米羟基磷灰石-聚乳酸三元复合材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一、一种玻璃纤维-纳米羟基磷灰石-聚乳酸三元复合材料：

主要由同向玻璃纤维片材、纳米羟基磷灰石和聚乳酸堆垛层压而成。

所述同向玻璃纤维片材、纳米羟基磷灰石和聚乳酸堆垛层压是将同向玻璃纤维片材与由纳米羟基磷灰石和聚乳酸混合制成的纳米材料片材以三明治结构相层叠而成。

所述的同向玻璃纤维片材由玻璃纤维束丝缠绕在纸筒外，再涂上聚乳酸-氯仿溶液的黏合剂，烘干后取出纸筒而制成。

所述三元复合材料中，同向玻璃纤维片材的质量占比为20％，纳米羟基磷灰石的质量占比为4％，剩余的为聚乳酸。

二、一种多层同向玻璃纤维片材和热塑性塑料复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)同向玻璃纤维片材制备：

1.1)将少量聚乳酸溶解于氯仿中作为黏合剂；

聚乳酸溶解于氯仿的质量浓度是5％。

1.2)将长度在50cm以上的玻璃纤维束丝缠绕在纸筒上，并涂上黏合剂进行黏合；

1.3)黏合后进行烘干，烘干温度50摄氏度，烘干时间在48小时以上；

1.4)取下纸筒，将纸筒外的玻璃纤维层剪成所需尺寸，获得同向玻璃纤维片材；

所述黏合剂的涂覆量为同向玻璃纤维片材的不到1％。

(2)纳米羟乙基磷灰石-聚乳酸材料制备

2.1)用四位天平精确称量所需质量的纳米羟乙基磷灰石，用超声波细胞破碎机分散纳米羟乙基磷灰石，然后加入氯仿中，获得含有羟基磷灰石的氯仿溶液；

2.2)用四位天平精确称量所需质量的聚乳酸颗粒，在称量前所有聚乳酸必须在50摄氏度下烘干24小时；

2.3)将聚乳酸颗粒投入含有羟基磷灰石的氯仿溶液中，获得纳米羟基磷灰石-聚乳酸溶液；

2.4)将纳米羟基磷灰石-聚乳酸溶液倒入四氟乙烯模具，静置三天获得用于三元复合材料制备的纳米材料片材；

(3)复合材料制备：