[发明专利]生物基聚乳酸复合材料

说明书

本发明公开了一种生物基聚乳酸复合材料，其按重量份计，由以下组分制备而来：接枝改性聚乳酸81.0－92.0份，生物基填料34.0份－55.0份，改性纳米纤维素12.0－16.0份，碳酸钙2.0－5.0份。本发明的接枝改性聚乳酸由衣康酸酯与聚乳酸按质量比为1－1.5：3－5按如下方法接枝制备而来：将衣康酸酯与聚乳酸分散于2－3倍的去离子水中，加入聚乳酸重量0.05－0.1倍的引发剂，于20－35℃下反应10～20小时。将得到的反应物于35％的乙醇溶液中浸泡处理10－15h后，于50℃鼓风烘箱中干燥24小时，即得到本发明的衣康酸酯与聚乳酸的共聚物。

技术领域

本发明涉及生物基复合材料技术领域，具体涉及一种生物基聚乳酸复合材料。

背景技术

聚乳酸是一种具有良好生物相容性、生物可降解性以及加工性的热塑性聚酯，因其来源于生物质，且降解产物无毒无害而被大量研究和开发，作为“环境友好型”材料用以替代传统的石油基材料。

但是，现有的聚乳酸基的复合材料的拉伸性能测试和抗冲击性能大多不甚理想，因而，对其使用范围造成了较大的限制。目前大多依靠复配有机高分子聚合物而对聚乳酸基复合材料的力学性能进行改善，然而，这却对材料的降解性能和使用安全性能带来不利影响。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种生物基聚乳酸复合材料，按重量份计，其由以下组分制备而来：

接枝改性聚乳酸81.0－92.0份，

生物基填料34.0份－55.0份，

改性纳米纤维素12.0－16.0份，

碳酸钙2.0－5.0份。

进一步的，所述改性纳米纤维素按照如下方法制备而来：将微晶纤维素以1：5的重量比分散于5％的NaOH溶液中，于60－80℃保温浸泡3－5h后，以1000－5000rpm均质处理10－30min，离心处理，反复离心洗涤2－3次后，加入去离子水进行分散，以4000－7000rpm均质处理20－40min，即制备得到改性纳米纤维素。

进一步的，所述生物基填料包括木薯粉22.0－35.0份和玉米秸秆粉12.0－20.0份。

更进一步的，所述聚乳酸为衣康酸酯接枝改性的聚乳酸，将衣康酸酯与聚乳酸按质量比为1－1.5：3－5，并按如下方法连接：将衣康酸酯与聚乳酸分散于2－3倍的去离子水中，加入聚乳酸重量0.05－0.1倍的引发剂，于20－35℃，反应10～20小时。

更进一步的，将得到的反应物于35％的乙醇溶液中浸泡处理10－15h后，于50℃鼓风烘箱中干燥24小时，得到衣康酸酯与聚乳酸的共聚物。

更进一步的，按照如下方法制备：

①生物基填料的预处理：将所述木薯粉与所述玉米秸秆粉经蒸煮处理2－4h后，于50％的乙醇溶液中浸提处理1－2d后，过滤，烘干并粉碎后，过40－100目筛得到。

②将步骤①经预处理的生物基填料、衣康酸酯与聚乳酸的共聚物、改性纳米纤维素和碳酸钙混合均匀。

③利用双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、风冷、造粒，即制备得到生物基聚乳酸复合材料，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为29：1～35：1，所述的双螺杆挤出机熔融的温度为180℃～230℃。

本发明具有如下有益效果：本发明的生物基聚乳酸复合材料全部采用生物基原材料制备而来，其环境友好，使用安全度高，且其拉伸性能和抗冲击性能良好，其拉伸韧性可高达80MJ/m³以上，缺口冲击强度高达81kJ/m²以上。

具体实施方式