[发明专利]一种左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，公开了一种左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料及其制备方法。本发明选用与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)相容性较好且折光指数相近的左旋聚乳酸(PLLA)作为增强材料，通过利用静电纺丝技术制备左旋聚乳酸纳米纤维膜，然后滴加PMMA溶液，得到左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料。本发明制备方法简单，制备得到的左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料透光性良好而且抗冲击等力学性能可以得到显著增强，因而非常适合于那些对轻质、耐冲击等有较高要求的场合应用。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料及其制备方法。

背景技术

有机玻璃(如聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)，因其具有透光性能优异、可加工性能好、不易破碎和重量轻的优点而在车窗、面罩、眼镜片和飞机窗盖等众多领域得到广泛应用，但其机械性能尤其力学强度和冲击韧性较低。采用电纺纳米纤维增强透光聚合物树脂已成为一种不影响聚合物树脂透光性的有效手段，但仍存在增强体材料的选择及纤维与基体的表面粘结问题。众所周知，一种聚合物纤维与另一种不同的聚合物基体之间的表面粘结通常都是较弱的。这种弱结合必然会降低复合材料的力学性能。陈卢松等人(陈卢松,黄争鸣,董国华等PMMA透光复合材料的制备[J].航空材料学报,2008,28(1):59-63.)利用同轴共纺技术制备出PMMA/PA-6壳-芯纤维，再经过热压制备的PA-6增强透光复合材料，在提升复合材料的拉伸、弯曲强度的同时，对复合材料的透光性能影响较小。但是同轴共纺制备的纳米纤维增强透明复合材料仍存在着许多缺陷：(1)同轴静电纺丝涉及的各种参数比较复杂，工艺不稳定，制备出的纤维并非所有都是壳-芯结构；(2)复合材料中增强纤维的含量低，材料力学性能提高效果不显著，若增加增强体材料含量则要提高芯层材料纺丝时的供给速率，从而导致增强体纤维的直径大于400nm，最终影响复合材料的透光性；(3)增强体纤维-基体界面的性能不能改变。

发明内容

本发明的目的是提供一种左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料及其制备方法，制备的左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料具有较好的力学性能和透光性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将左旋聚乳酸溶于有机溶剂，搅拌均匀后得到左旋聚乳酸溶液；

2)将聚甲基丙烯酸甲酯溶于丙酮中，搅拌均匀后得到聚甲基丙烯酸甲酯溶液；

3)采用所述左旋聚乳酸溶液进行静电纺丝，真空干燥后得到左旋聚乳酸纳米纤维膜；

4)将所述左旋聚乳酸纳米纤维膜铺放在脱模纸上，滴加所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液，使所述左旋聚乳酸纳米纤维膜浸渍完全，充分干燥后得到左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料。

优选的，步骤1)中所述有机溶剂选自三氟乙醇、三氯甲烷和二氯甲烷中的一种或几种。

优选的，步骤1)中所述左旋聚乳酸溶液的浓度为8～15wt％。

优选的，步骤2)中所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液的浓度为10～20wt％。

优选的，步骤3)中所述的静电纺丝条件为：电压为5～50kV，接收距离为5～50cm，注射速率为0.1～5mL/h，湿度为20～80％，温度为20～40℃。

优选的，步骤4)所述左旋聚乳酸纳米纤维膜的厚度为15～160μm。

优选的，步骤5)所述脱模纸为聚酰亚胺薄膜。

优选的，步骤5)所述左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料中的左旋聚乳酸纳米纤维膜含量为1～60wt％。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的左旋聚乳酸纳米纤维基透光复合材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：