[发明专利]一种高性能PLA/麻纤维复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及PLA/麻纤维复合技术领域，尤其是一种高性能PLA/麻纤维复合材料及其制备方法；所述PLA/麻纤维复合材料的质量份数组成如下：PLA65~75份、麻纤维15‑25份、偶联剂1~3份、相容剂5~8份、增塑剂3~8份、抗氧剂0.3~0.6份、流动性改性剂0.8‑1.2份。聚乳酸（PLA）是一种环境友好型可降解生物基材料，麻纤维是一种天然高分子材料，具有很高的强重比，其具有价格低、密度小、易降解、力学性能较好等优点，是一种环境友好型材料，PLA与麻纤维均为可生物降解材料，可再生利用，节约石油基资源，复合材料的废弃物在自然界中被微生物降解成二氧化碳和水，对自然界没污染，具有优良的可持续利用及环境友好特性。

技术领域

本发明属于涉及PLA改性技术领域，具体涉及一种高性能PLA/麻纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

PLA使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成，属于一种环境友好的高分子材料。因其具有无毒，无刺激性特点，用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装、建筑、农业、林业、造纸和医疗卫生等领域。作为一种重要的生物基高分子材料，由于其良好的生物降解性和相容性、优异的物理力学强度和加工性，使聚乳酸无论是在生物医用领域，还是作为通用塑料的替代品在包装材料等领域都有着广泛的应用前景。从长远来看，聚乳酸的广泛应用对于从根本上解决塑料带来的环境污染、节省石油资源、缓解地球温室效应都具有重要而深远的意义。然而，脆性严重、成本较高、耐热性能差等这些自身缺陷极大的限制PLA的广泛应用。

麻纤维具有传统纤维无法比拟的诸多优点，与 PLA 制备成复合材料，不仅可以降低 PLA 的使用成本并且可以提高其使用性能，提高 PLA 的性价比，进一步拓展PLA 的应用范围，对于解决可持续发展有着重要的意义。PLA麻纤维基复合材料兼具可完全生物降解特性和优异的力学性能。随着原料可持续发展这个主题的延伸,环境意识材料已成为新时期国际高技术新材料研究中的一个新领域,麻纤维在增强复合材料领域中扮演着越来越重要的角色，可广泛应用于汽车、建筑、装潢等领域，具有广泛的发展前景。

使用PLA与麻纤维共混可以提高PLA的耐热性能及力学性能，有较低的加工温度，可大大降低该树脂的碳排放量。但目前市场上还没有成熟的PLA/麻纤维产品，一些学术研究中的PLA/麻纤维复合材料针对一部份性能做了改性研究，综合性能难以达到实际应用要求，且其制备方法较为复杂，不便于实际生产。

发明内容

本发明克服现有技术中的不足，提供一种成本低、耐热、力学强度等综合性能良好的PLA/麻纤维复合材料，以使其满足实际应用时综合性能的要求。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

其原料组分按重量计，配方如下：PLA65~75份、麻纤维15-25份、偶联剂1~3份、相容剂5~8份、增塑剂3~8份、抗氧剂0.3~0.6份、流动性改性剂0.8-1.2份。

一种高性能PLA/麻纤维复合材料及其制备方法，其方法包括以下步骤：

(1)使用1-3份偶联剂对麻纤维进行预处理，将PLA与处理后的麻纤维在真空烘箱中80℃烘干2~4个小时。然后称取65~75份PLA，称取15-25份麻纤维备用。(2)将称取的PLA与3-8份增塑剂加入高混机中高混2-4 min，再将称取的5~8份相容剂、0.3~0.6份抗氧剂、0.8-1.2份流动性改性剂加入高混机中高混2-4 min。(3) 将步骤（2）所得物料加入双螺杆挤出机主喂料筒中，在温度160-180℃、转速220-260r/min、主喂料频率14-18HZ，挤出过程中从侧喂料加入步骤（1）中的麻纤维，制备本发明所述的PLA/麻纤维复合材料。

本发明所述的PLA/麻纤维复合材料的制备方法，具有以下优点：