[发明专利]可控聚己内酯结晶的聚己内酯/纤维素复合材料的制备方法

说明书

可控聚己内酯结晶的聚己内酯/纤维素复合材料的制备方法，本发明涉及复合材料的制备技术领域，本发明通过将不同取代度的纤维素纳米晶体与聚己内酯共混制备复合材料，不同取代度的乙酰化纤维素纳米晶体对聚己内酯的结晶起到调控作用。当纤维素纳米晶体的取代度较低时，聚己内酯的结晶温度提高，结晶速度变快，即促进其结晶；当纤维素纳米晶体的取代度较高时，聚己内酯的结晶温度降低，结晶速度变慢，即抑制其结晶。

技术领域

本发明涉及复合材料的制备技术领域，特别是调控聚合物结晶、聚合物成核改性技术领域。

背景技术

CN201610561571.1专利文献公开了一种聚己内酯/纤维素纳米晶体复合材料的制备方法》，目的是使制成的复合材料易于降解、强度高。文献公开的技术方案是：将乙酰化纤维素纳米晶体与聚己内酯溶解于有机溶剂中，取得混合溶液，再将混合溶液流涎成膜，经干燥，取得聚己内酯/纤维素纳米晶体复合材料。其中，以微晶纤维素为原料酸解制备纤维素纳米晶体，连续的进行乙酰化改性， 可以避免纤维素纳米晶体的不可逆团聚，最终得到的乙酰化纤维素纳米晶体在基体分散性更好，达到设计要求的易于降解、强度高的效果。

CN201610002162.8，CN201610159964.X，CN201310476583.0等文献，有的探索如何制备乙酰化纤维素纳米晶体，将其与聚合物共混，并研究复合材料的力学性能、结晶性能等。而在研究结晶性能的工作中，所得的研究结果一般是纤维素的加入单一的促进聚合物的结晶或者单一的抑制聚合物的结晶。

聚合物的结晶行为和聚合物的性能存在着紧密的联系，如果聚合物结晶过快，结晶相对不够完善，对其性能有很大的影响；如果聚合物结晶过慢，结晶过程消耗大量的时间，加大了工业生产的成本。因此如何调控聚合物的结晶是一项具有意义，且充满挑战性的课题。

添加成核剂是一种改善高聚物结晶的有效手段，成核剂的加入一般会对聚合物的结晶起到异相成核的作用，加快其结晶速率。目前广泛应用与工业上产的成核剂有：滑石粉、碳纳米管、石墨烯、二氧化硅等，这些成核剂的成核能力各不相同，价格也存在了很大的差异。但是，以上提到的成核剂都不是生物可降解的，在一定程度上会对环境产生污染。关键的是，成核剂的使用只能单调地提高结晶速率，不能减慢结晶速率。无法实现调控聚合物的结晶速率，并以此控制聚合物的性能。

聚己内酯是一种生物可降解的半结晶性聚合物，由于结构单元上含有酯基，使得其具有优良的柔顺性、加工性及生物相容性，广泛应用于环保材料和医用领域。目前针对聚己内酯结晶的研究工作已有很多，但绝大部分工作都仅仅局限于单一的促进结晶或抑制结晶等，而没有找到一种调控聚己内酯结晶的方法。因此如何使用一种简单的方法调控聚己内酯的结晶，无论是对于科学研究还是工业生产都有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出一种聚己内酯结晶可调控的聚己内酯/纤维素复合材料的制备方法。

本发明技术方案是：将乙酰化纤维素纳米晶体分散于乙醇中，取得乙酰化纤维素纳米晶体的乙醇分散液；将聚己内酯溶于三氯甲烷中，取得聚己内酯的三氯甲烷溶液；再将所述乙酰化纤维素纳米晶体的乙醇分散液和聚己内酯的三氯甲烷溶液混合，混合溶液流涎成膜，经干燥，取得聚己内酯/纤维素纳米晶体复合材料；其特征在于：所述乙酰化纤维素纳米晶体为不同取代度的乙酰化纤维素纳米晶体。

本发明通过将不同取代度的纤维素纳米晶体与聚己内酯共混制备复合材料。不同取代度的乙酰化纤维素纳米晶体对聚己内酯的结晶起到调控作用。

本发明提出的结晶调控方法主要通过以下形式实现：当纤维素纳米晶体的取代度较低时，聚己内酯的结晶温度提高，结晶速度变快，即促进其结晶；当纤维素纳米晶体的取代度较高时，聚己内酯的结晶温度降低，结晶速度变慢，即抑制其结晶。