本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料，由下述組分按重量份組成：聚乳酸樹脂60～100份；天然纖維0～40份；熱穩(wěn)定劑0.01～5份；抗氧劑0～1份；成核劑0～2份；偶聯(lián)劑0～5份。將基體聚乳酸樹脂、天然纖維、成核劑、熱穩(wěn)定劑，抗氧劑在50～100℃下真空干燥5～24h，按配比將各組分通過高速混合機(jī)混合均勻，天然纖維在加纖口進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度150～210℃，經(jīng)風(fēng)冷、切粒、干燥后得到均勻的天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料。本發(fā)明專利技術(shù)材料易得，生產(chǎn)工藝簡單，共混物中有聚乳酸及天然纖維，無毒無味，無揮發(fā)性，具有可降解性；制造、使用時及使用后均不污染，進(jìn)而的拓展了聚乳酸在汽車、電子、居家裝飾和建筑材料等諸多領(lǐng)域。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于材料科學(xué)中的高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種利用天然纖維制備出長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料的方法。根據(jù)本專利技術(shù)所制備的聚乳酸基復(fù)合材料，解決了傳統(tǒng)天然纖維增強(qiáng)聚乳酸長化低、無機(jī)填料不能完全降解的問題。本專利技術(shù)所涉及的方法操作簡單、制備材料的性能可控性強(qiáng)，適用于實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，本材料是一種長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料。
技術(shù)介紹
隨著高分子材料的發(fā)展，石油基高分子材料在人類生活和工作中得到廣泛的應(yīng)用。但這些材料來源不可再生資源，而且在自然環(huán)境中難以降解，造成生態(tài)環(huán)境惡化和資源緊缺，不符合人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，給人類帶來危害。近年來，來源于可再生資源的可為生物降解材料引起人們廣泛的注意。聚乳酸是唯一以生物資源為原料，通過化學(xué)合成方法的可降解的線性脂肪族聚酯，它來源于可再生資源，具有良好的生物相容性、降解性，較高的拉伸強(qiáng)度和壓縮模量，因此聚乳酸被認(rèn)為是石油基塑料的代替品：將其應(yīng)用于通用塑料領(lǐng)域，對于減小環(huán)境污染、節(jié)省石油資源以及減輕地球溫室效應(yīng)方面具有十分重要的意義。石油資源短缺及環(huán)境污染嚴(yán)重促進(jìn)了非石油基綠色可降解高聚物的發(fā)展與應(yīng)用。聚乳酸是一種集生物降解性、生物可吸收性于一體的綠色熱塑性聚酯，具有較好的力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量和熱成型性，降解產(chǎn)物能滲入人體代謝，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、藥學(xué)、農(nóng)業(yè)、包裝業(yè)、服務(wù)行業(yè)等領(lǐng)域，被認(rèn)為是迄今為止最有市場潛力的可降解聚合物。然而，與其他高分子材料相同，沖擊強(qiáng)度較低限制了聚乳酸在航空。電子、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用，為此開發(fā)具有較高韌性的綠色環(huán)保聚乳酸顯得尤為迫切。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為解決無機(jī)填料增強(qiáng)聚乳酸不能完全降解以及部分天然纖維增強(qiáng)聚乳酸長化低的問題。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的技術(shù)解決方案為：聚乳酸/天然纖維增強(qiáng)改性方法，將聚乳酸樹脂、天然纖維、成核劑、熱穩(wěn)定劑，抗氧劑真空干燥并按比列混合，使干燥后的共混物的基體含水率低于50ppm，然后采用熔融擠出的方法將共混物注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣件，其特征在于基體聚乳酸的熔點(diǎn)在150～200℃之間，天然纖維的用量占共混物基體用量的0～45%，熔融擠出溫度180～205℃。一種長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料的組分和重量組分?jǐn)?shù)配比為：聚乳酸60～100份、天然纖維0～40份、熱穩(wěn)定劑0.01～5份；抗氧劑0～1份；成核劑0～2份；偶聯(lián)劑0～5份。所述的聚乳酸的數(shù)均分子量為12～20萬所述的天然纖維選取自大麻纖維、亞麻纖維、竹麻纖維、黃麻纖維及劍麻纖維中的一種或幾種，天然纖維的添加量為總質(zhì)量的0～40%。所述的熱穩(wěn)定劑選取自四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯以及（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯的一種或幾種。所述的抗氧劑選取自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇、（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八酯或，β-苯基（3，5-二叔丁基-4-羥基）丙酸正十八碳醇酯的一種或幾種。所述的成核劑選取自改性超細(xì)滑石粉、取代二芐叉山梨醇類、二(4-叔丁基-苯甲酸)氫氧化鋁的一種或幾種。所述的偶聯(lián)劑選取自2-（3，4-環(huán)氧環(huán)己基）乙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷或3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的一種或幾種。具體實(shí)施方式實(shí)施例一聚乳酸80份黃麻纖維20份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份首先將聚乳酸樹脂、天然纖維、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、成核劑、偶聯(lián)劑放在真空干燥箱中60℃真空干燥5小時，進(jìn)而去除水分，將干燥后的共混物放在高速混合機(jī)混合5～8分鐘，將混合好的物料由料斗加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混擠出、風(fēng)刀冷卻干燥、造粒、均化，其中料筒溫度設(shè)為：前段180℃，中段190℃，后段200℃，螺桿長徑比35，機(jī)頭溫度195℃。拉伸強(qiáng)度79Mpa、彎曲強(qiáng)度112Mpa、維卡溫度89℃。實(shí)施例二聚乳酸80份黃麻纖維20份三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度76Mpa、彎曲強(qiáng)度109Mpa、維卡溫度87℃。實(shí)施例三聚乳酸75份大麻纖維25份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度73Mpa、彎曲強(qiáng)度105Mpa、維卡溫度109℃。實(shí)施例四聚乳酸75份大麻纖維25份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度74Mpa、彎曲強(qiáng)度109Mpa、維卡溫度114℃。實(shí)施例五聚乳酸70份劍麻纖維30份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度69Mpa、彎曲強(qiáng)度99Mpa、維卡溫度85℃。實(shí)施例六聚乳酸70份劍麻纖維30份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份改性超細(xì)滑石粉0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度72Mpa、彎曲強(qiáng)度103Mpa、維卡溫度89℃。實(shí)施例七聚乳酸85份竹麻纖維15份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度73Mpa、彎曲強(qiáng)度94Mpa、維卡溫度115℃。實(shí)施例八聚乳酸85份竹麻纖維15份四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇2份[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇0.5份取代二芐叉山梨醇類0.6份3-氨丙基三乙氧基硅烷1份工藝條件如實(shí)施例一拉伸強(qiáng)度72Mpa、彎曲強(qiáng)度95Mpa、維卡溫度112℃。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制備長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料方法，是通過添加天然纖維、成核劑、熱穩(wěn)定劑，抗氧劑與聚乳酸共混，更好的解決了傳統(tǒng)天然纖維改性聚乳酸的不能長跳，材料基體不能完全降解等難題。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料方法，是通過添加天然纖維、成核劑、熱穩(wěn)定劑，抗氧劑與聚乳酸共混，更好的解決了傳統(tǒng)天然纖維改性聚乳酸的不能長跳，材料基體不能完全降解等難題。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料，其PLA樹脂基體的分子量選取為12×104的聚乳酸樹脂，占總體質(zhì)量的60～100%。3.根據(jù)權(quán)利要求1長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料，天然纖維選取自大麻纖維、亞麻纖維、竹麻纖維、黃麻纖維及劍麻纖維中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求1長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料，成核劑選取自改性超細(xì)滑石粉，取代二芐叉山梨醇類，二(4-叔丁基-苯甲酸)氫氧化鋁的一種或幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求1長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料，熱穩(wěn)定劑選取自四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯以及雙（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1長天然纖維/聚乳酸基復(fù)合材料，抗氧劑選取自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李鳴玨，劉剛，林航，
申請(專利權(quán))人：黑龍江鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江;23
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