【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及復(fù)合材料，尤其涉及一種基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、聚乳酸(pla)材料具有良好的生物可降解性能、生物相容性、力學(xué)性能和可加工性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)療、食品包裝和汽車(chē)電子等方面，具有替代傳統(tǒng)石油基材料的應(yīng)用潛力。但是聚乳酸固有的脆性嚴(yán)重限制了其應(yīng)用，因此，對(duì)聚乳酸增韌的研究十分必要。
2、目前，聚乳酸的增韌方法主要包括增塑劑改性、化學(xué)共聚和共混改性等。其中，共混改性是通過(guò)與其他聚合物共混以提高pla的韌性。然而，雖然共混改性的方法簡(jiǎn)單且具有較好的效果，但是共混物的相容性和分散性對(duì)最終性能有顯著影響，如果共混物之間的相容性差，會(huì)導(dǎo)致共混物的微觀結(jié)構(gòu)不理想，影響材料的整體性能。比如中國(guó)專(zhuān)利cn201310306869.4公開(kāi)了一種采用交聯(lián)滑動(dòng)接枝聚合物增韌改性聚乳酸的方法，采用一種具有超分子結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)接枝聚合物作為增韌劑，帶有異氰酸酯基化合物作為交聯(lián)劑，滑動(dòng)接枝聚合物與交聯(lián)劑在pla基體中，熔融共混下發(fā)生原位交聯(lián)反應(yīng)，使pla的柔韌性得以提升，但是提升效果有限。再如中國(guó)專(zhuān)利cn?201610389723.4公開(kāi)了一種全生物降解增韌高強(qiáng)聚乳酸基復(fù)合材料及其制備方法，以環(huán)氧化植物油及其衍生物作為交聯(lián)劑和增塑劑，使復(fù)合材料大幅增韌，但是強(qiáng)度提高有限；出現(xiàn)此現(xiàn)象是由于環(huán)氧化植物油與聚乳酸存在相容性差的問(wèn)題。此外，為了提高pla的增韌效果，常規(guī)的方法是提高增韌劑的添加量，但是增韌劑的添加量較高時(shí)會(huì)影響復(fù)合材料的流動(dòng)性，使得加工性能較差。
3、因此，如何得到一種具
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種具有優(yōu)良的加工性能、力學(xué)性能和增韌效果的聚乳酸基復(fù)合材料及其制備方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述專(zhuān)利技術(shù)目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由包括以下組分的原料制備得到：聚乳酸100份、有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油的總質(zhì)量3～20份和催化劑(0.001～3)份；所述有機(jī)羧酸中的羧基和所述環(huán)氧植物油中的環(huán)氧基的當(dāng)量比為(0.1～1.1):1。
4、優(yōu)選地，所述有機(jī)羧酸包括檸檬酸、酒石酸、草酸或蘋(píng)果酸。
5、優(yōu)選地，所述環(huán)氧化植物油包括環(huán)氧大豆油、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜籽油、環(huán)氧玉米油或環(huán)氧棕櫚油。
6、優(yōu)選地，所述有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油5～10份。
7、優(yōu)選地，所述催化劑包括乙酸鋅、1，5，7-三疊氮雙環(huán)(4.4.0)癸-5-烯、乙酰丙酮鋅或三乙醇胺。
8、本專(zhuān)利技術(shù)還提供了上述技術(shù)方案所述基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
9、(1)將聚乳酸加熱熔融，得到聚乳酸熔體；
10、(2)將所述步驟(1)得到的聚乳酸熔體與環(huán)氧化植物油和有機(jī)羧酸混合，得到混合熔體；
11、(3)將所述步驟(2)得到的混合熔體與催化劑混合，進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)，得到聚乳酸基復(fù)合材料。
12、優(yōu)選地，所述步驟(1)中加熱熔融的溫度為170～185℃。
13、優(yōu)選地，所述步驟(3)中動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)的溫度為170～185℃。
14、優(yōu)選地，所述步驟(3)中動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)的時(shí)間為10～15min。
15、優(yōu)選地，所述步驟(3)中動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50～70rpm。
16、本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由包括以下組分的原料制備得到：聚乳酸100份、有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油的總質(zhì)量3～20份和催化劑0.001～3份；所述有機(jī)羧酸中的羧基和所述環(huán)氧植物油中的環(huán)氧基的當(dāng)量比為(0.1～1.1):1。本專(zhuān)利技術(shù)以聚乳酸、有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油為原料，在制備聚乳酸基復(fù)合材料時(shí)將動(dòng)態(tài)酯交換網(wǎng)絡(luò)引入聚乳酸中，動(dòng)態(tài)酯交換網(wǎng)絡(luò)破壞了pla主鏈的排列方式以及主鏈結(jié)構(gòu)，降低了pla分子鏈之間的強(qiáng)烈相互作用，依靠動(dòng)態(tài)的環(huán)氧基開(kāi)環(huán)反應(yīng)和酯交換反應(yīng)等實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)物之間的良好相容性，使共混物內(nèi)部形成了網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在受到強(qiáng)烈的外力沖擊作用時(shí)，網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)和pla長(zhǎng)直鏈結(jié)構(gòu)相比，具有更優(yōu)異的吸收、傳遞外界沖擊能量的性能，使聚乳酸基復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和韌性都得到了提升。實(shí)施例結(jié)果顯示，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例制備的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率從對(duì)比例1的6.38％增至265.00％，增大了41.54倍；實(shí)施例7沖擊強(qiáng)度相較于對(duì)比例1提高127.35％。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由包括以下組分的原料制備得到：聚乳酸100份、有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油的總質(zhì)量3～20份和催化劑0.001～3份；所述有機(jī)羧酸中的羧基和所述環(huán)氧植物油中的環(huán)氧基的當(dāng)量比為(0.1～1.1):1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述有機(jī)羧酸包括檸檬酸、酒石酸、草酸、蘋(píng)果酸或抗壞血酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述環(huán)氧化植物油包括環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜籽油、環(huán)氧玉米油或環(huán)氧棕櫚油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油為5～10份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述催化劑包括乙酸鋅、1,5,7-三疊氮雙環(huán)(4.4.0)癸-5-烯、乙酰丙酮鋅或三乙醇胺。
6.權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)的溫度為170～185℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)的時(shí)間為8～25min。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中動(dòng)態(tài)硫化反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為50～70rpm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由包括以下組分的原料制備得到：聚乳酸100份、有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油的總質(zhì)量3～20份和催化劑0.001～3份；所述有機(jī)羧酸中的羧基和所述環(huán)氧植物油中的環(huán)氧基的當(dāng)量比為(0.1～1.1):1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述有機(jī)羧酸包括檸檬酸、酒石酸、草酸、蘋(píng)果酸或抗壞血酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述環(huán)氧化植物油包括環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜籽油、環(huán)氧玉米油或環(huán)氧棕櫚油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚乳酸基復(fù)合材料，其特征在于，所述有機(jī)羧酸和環(huán)氧化植物油為5～10份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李琳，趙帥，趙峰，李昱彤，郭競(jìng)澤，譚雙美，姜怡婷，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：青島科技大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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