[发明专利]黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料及其制备方法，所述黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料是由聚乳酸复合膜和黄麻纤维布交替层叠而成。其中，所述聚乳酸复合膜的层数和所述黄麻纤维布的层数之和大于或等于3。每层所述聚乳酸复合膜的厚度在0.6‑0.8mm之间。所述聚乳酸复合膜由硬质粒子添加至聚乳酸中制备而得，所述硬质粒子包括碳纳米管、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的一种或多种。本发明黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料具有高韧性和优异的抗冲击性能，可生物降解并且无毒、成本低廉、工艺简单，可广泛应用于工业和日常生活的多个领域。

技术领域

本发明涉及纺织品技术领域领域，具体的是一种黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料及其制备方法。

背景技术

随着经济社会的不断发展，人们的生产和生活对化石能源的依赖越来越紧密。但目前石油、煤炭等不可再生能源十分紧缺，对环境污染也十分严重，因此必须寻找可替代石油的绿色资源，以缓解资源短缺的压力。

近年来，聚乳酸(PLA)以其优异的生物可降解性在可降解材料领域备受关注。聚乳酸是一种由乳酸单体聚合而成的热塑性树脂，具有优良的生物降解性、生物吸收性和生物相容性，且原材料完全可再生。黄麻纤维具有较高的比强度和模量，密度低、生长周期短且来源广泛。

现有技术中，将聚乳酸和黄麻纤维进行复合，制成聚乳酸-黄麻复合材料，以期得到具有较好力学性能和热性能、无毒且具有生物降解性的复合材料。

但是，现有技术中这种聚乳酸-黄麻复合材料，其韧性较低，限制了其使用范围。

因此，需要对现有的聚乳酸-黄麻复合材料做出进一步改进，以提高其力学性能，拓宽其应用领域。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料及其制备方法，其具有高韧性和优异的抗冲击性能，可生物降解并且无毒、成本低廉、工艺简单，可广泛应用于工业和日常生活的多个领域。

本发明公开了一种黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料，所述黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料是由聚乳酸复合膜和黄麻纤维布交替层叠而成；采用聚乳酸复合膜和黄麻纤维布两种材料可以使复合材料的生物相容性好，成本低廉。

其中，所述聚乳酸复合膜的层数和所述黄麻纤维布的层数之和大于或等于3；层叠三层以上能够保证复合材料具有较好的力学性能。

每层所述聚乳酸复合膜的厚度在0.6-0.8mm之间，从而能够保证聚乳酸复合膜和黄麻纤维布之间粘合性较好，提高复合材料的综合性能。

所述聚乳酸复合膜由硬质粒子添加至聚乳酸中制备而得，所述硬质粒子包括碳纳米管、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的一种或多种。硬质纳米粒子具有尺寸小、比表面积大及功能丰富等优点，与聚乳酸共混后，能够提高复合材料的力学性能以及赋予复合材料新的功能。

作为优选，所述聚乳酸和所述硬质粒子的质量比为1:(0.001-0.01)，从而使聚乳酸复合膜能够保持较好的韧性和强度。

作为优选，所述硬质粒子的粒径为5-500nm。

作为优选，所述黄麻纤维布为脱胶处理后的黄麻针刺布。

本发明还提供了一种黄麻增强聚乳酸基绿色复合材料的制备方法，包括以下步骤：

取总量二分之一的二氯甲烷溶剂与聚乳酸混合，得到0.15-0.2g/mL的聚乳酸溶液；通过控制聚乳酸溶液的浓度，使聚乳酸溶液与硬质粒子或硅烷偶联剂改性后的硬质粒子混合后，能够保持合适的粘稠度，在易于混合均匀的基础上，能够放置硬质粒子或硅烷偶联剂改性后的硬质粒子发生沉积。

取剩余量的二氯甲烷溶剂与硬质粒子或硅烷偶联剂改性后的硬质粒子超声混合，得到悬浮液；采用二氯甲烷溶剂将硬质粒子或硅烷偶联剂改性后的硬质粒子预分散，再与聚乳酸溶液混合，能够使分散效果更好。