[发明专利]一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201710468722.3 申请日: 2017-06-20
公开(公告)号: CN107227006A 公开(公告)日: 2017-10-03
发明(设计)人: 顾建芳 申请(专利权)人: 苏州奥宇包装科技有限公司
主分类号: C08L67/04 分类号: C08L67/04;C08L97/02;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/053;C08K5/54;D06M15/507;D06M101/04
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司32200 代理人: 楼高潮
地址: 215151 江苏省苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 氧化 石墨 改性 乳酸 复合材料 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于包装材料领域,涉及一种聚乳酸包装材料,具体为一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸作为一种绿色高分子材料,其性能与传统塑料相比,聚乳酸具有良好的生物降解性和生物相容性,广泛应用于生物医学工程、涂料、薄膜热塑材料、纺织和包装等工程领域。但聚乳酸具有结晶度低、结晶速率慢、抗高温能力差、抗冲击能力差、耐热性差以及亲水性差等,严重制约其在日用塑料方面的应用。

聚合物基纳米复合材料作为一种新型材料近年来广受关注。与传统聚合物材料相比,只需在聚合物内添加极少量的纳米粒子,就能极大的改善材料的各方面性能。通过改性不仅可以提高聚乳酸的各方面的性能,而且可以降低生产成本,所以大量针对聚乳酸的改性研究工作已经展开。

发明内容

本发明的目的是:为了克服现有技术的缺陷,获得一种具有良好力学性能和热学性能的聚乳酸复合材料,本发明提供了一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

技术方案:一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料,按重量份计,所述复合材料包含以下组分:玉米茎秆纤维3~19份、水稻茎秆纤维2~15份、棕榈叶纤维4~14份、氧化石墨烯14~26份、高锰酸钾2~8份、硅烷偶联剂1~8份、丙三醇1~6份、双氧水1~7份、L-丙交酯单体8~17份、聚乳酸22~47份。

优选的,按重量份计,所述复合材料包含以下组分:玉米茎秆纤维16份、水稻茎秆纤维11份、棕榈叶纤维11份、氧化石墨烯22份、高锰酸钾6份、硅烷偶联剂5份、丙三醇4份、双氧水5份、L-丙交酯单体12份、聚乳酸42份。

所述的一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料的制备方法,包含以下步骤:

(1)采用质量分数为22%~45%的碳酸钠水溶液处理玉米茎秆纤维、水稻茎秆纤维和棕榈叶纤维,反应1.5~4小时;

(2)将步骤(1)处理后的纤维置于烘箱中烘干,并将纤维粉碎,然后置于真空干燥箱内干燥1~3小时,得纤维粉末,其中真空度为-0.3Pa~-0.1Pa,温度为68~85℃;

(3)采用质量分数为25%~48%的氢氧化钠溶液处理纤维粉末,反应温度为40~55℃,时间为1.5~4小时,反应结束后用去离子水漂洗至中性,风干、备用;

(4)在无水、真空状态下,将纤维粉末与L-丙交酯单体按质量比7~11:3~5混合,溶剂为甲苯,在45~55℃条件下反应1~3小时;然后充入氦气,升温至130℃后,滴入催化剂辛酸亚锡,磁力搅拌,反应30~60分钟后室温下冷却;

(5)将步骤(4)处理后的纤维粉末与氧化石墨烯、高锰酸钾、硅烷偶联剂、丙三醇、双氧水和聚乳酸混合,真空干燥后置于开炼机中,开炼机双辊内温度为180℃~190℃,至完全熔融后,转移至平板硫化机上热压成型。

优选的,步骤(1)中采用质量分数为38%的碳酸钠水溶液处理玉米茎秆纤维、水稻茎秆纤维和棕榈叶纤维,反应3小时。

优选的,步骤(2)中将步骤(1)处理后的纤维置于烘箱中烘干,并将纤维粉碎,然后置于真空干燥箱内干燥2.5小时,得纤维粉末,其中真空度为-0.2Pa,温度为82℃。

优选的,步骤(3)中采用质量分数为42%的氢氧化钠溶液处理纤维粉末,反应温度为50℃,时间为3小时,反应结束后用去离子水漂洗至中性,风干、备用。

优选的,步骤(4)中在无水、真空状态下,将纤维粉末与L-丙交酯单体按质量比9:4混合,溶剂为甲苯,在52℃条件下反应2小时;然后充入氦气,升温至130℃后,滴入催化剂辛酸亚锡,磁力搅拌,反应50分钟后室温下冷却。

优选的,步骤(5)中将步骤(4)处理后的纤维粉末与氧化石墨烯、高锰酸钾、硅烷偶联剂、丙三醇、双氧水和聚乳酸混合,真空干燥后置于开炼机中,开炼机双辊内温度为187℃,至完全熔融后,转移至平板硫化机上热压成型。

有益效果:(1)本发明所述氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料具有良好的结晶度,且结晶速率快而稳定;(2)本发明所述复合材料抗高温性能好,抗冲击能力好,耐热性好,亲水性强。

具体实施方式

实施例1

一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料,按重量份计,所述复合材料包含以下组分:玉米茎秆纤维3份、水稻茎秆纤维2份、棕榈叶纤维4份、氧化石墨烯14份、高锰酸钾2份、硅烷偶联剂1份、丙三醇1份、双氧水1份、L-丙交酯单体8份、聚乳酸22份。

所述的一种氧化石墨烯改性聚乳酸复合材料的制备方法,包含以下步骤:

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