本发明专利技术涉及一种高性能PLA复合材料及其制备方法，按重量份由以下组分组成：PLA为80份‑100份，改性纳米Al2O3为2份‑6份，PES为20份‑30份，过氧化二叔丁基为0.1份‑0.3份，抗氧剂为0.1份‑0.5份。铝酸酯偶联剂F‑1的加入使得纳米Al2O3和PLA界面相容性良好，改善了纳米Al2O3在PLA中的分散性，有利于PLA复合材料力学性能的提高；纳米Al2O3可以作为相成核剂，使得PLA的结晶速率提高，从而提高了PLA的结晶温度和结晶度，改善PLA复合材料的力学性能。
A high performance PLA composite and its preparation method
The invention relates to a high performance PLA composite material and a preparation method thereof, which is composed of the following components by weight: PLA 80 phr_100 phr, modified nano-Al2O3 2 phr_6 phr, PES 20 phr_30 phr, di-tert-butyl peroxide 0.3 phr_0.3 phr, antioxidant 0.1 phr_0.5 phr. The addition of aluminate coupling agent F_1 improved the interfacial compatibility between nano-Al2O3 and PLA, improved the dispersibility of nano-Al2O3 in PLA, and improved the mechanical properties of PLA composites; nano-Al2O3 could be used as phase nucleating agent to increase the crystallization rate of PLA, thereby increasing the crystallization temperature and degree of PLA, and improving the crystallinity of PLA. Mechanical properties of composite materials.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能PLA复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，特别是指一种高性能PLA复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)以其良好的生物降解性和较高的机械性能得到了科学界和工业界的广泛关注，但是其拉物理性能一般,这大大限制了PLA复合材料在一些特殊材料领域上的应用。使用聚丁二酸乙二醇酯(PES)、纳米Al2O3改性PLA最后制得一种力学性能优异的PLA复合材料，相关文献并未见于报道，这对于扩展PLA的应用范围具有非常重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能PLA复合材料及其制备方法，以解决现有技术中，PLA的应用范围受到限制的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高性能PLA复合材料，按重量份由以下组分组成：所述聚乳酸的重均分子量为80000-120000。所述改性纳米Al2O3是经过铝酸酯偶联剂F-1处理后的纳米Al2O3。所述改性纳米Al2O3的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米Al2O3放置于温度为60-80℃的真空干燥箱内连续干燥6-8h；(2)称取一定量的铝酸酯偶联剂F-1、甲苯溶液，配置成质量分数为1-3％的溶液A；(3)将溶液A经超声分散2-4h后，加入一定量的干燥处理后的纳米Al2O3，在40-60℃下继续超声1-2h，得溶液B；(4)将溶液B抽滤，洗涤，干燥得改性纳米Al2O3。步骤(3)中的溶液A、纳米Al2O3的质量比为(36-54)：(20-30)。所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。上述任一项高性能PLA复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取80份-100份的PLA、2份-6份改性纳米Al2O3、20份-30份PES、0.1份-0.3份DTBP、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料。所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度210～230℃,螺杆转速200～280r/min。本专利技术的有益效果是：1、铝酸酯偶联剂F-1的加入使得纳米Al2O3和PLA界面相容性良好，改善了纳米Al2O3在PLA中的分散性，有利于PLA复合材料力学性能的提高。2、纳米Al2O3可以作为相成核剂，使得PLA的结晶速率提高，从而提高了PLA的结晶温度和结晶度，改善PLA复合材料的力学性能。3、过氧化二叔丁基(DTBP)的作用有二：①DTBP在熔融过程中生成的接枝聚合物有效地提高相界面之间的相互作用力，使PLA、PES相容性得到了提高。②DTBP还可以作为引发剂使得PLA、PES发生交联，分子链增长、分子量增大,PLA复合材料的力学性能得到了增强。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本专利技术的技术方案，而不能解释为是对本专利技术技术方案的限制。本专利技术各实施例中所用的原料如下：PLA，深圳市博力生物材料有限公司；铝酸酯偶联剂F-1，重庆嘉世泰化工有限公司；纳米Al2O3，杭州万景纳米新材料有限公司；PES，辽宁新宁化工；DTBP，上海沁威化工。本专利技术所用的测试仪器如下：ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。本申请提供一种高性能PLA复合材料，按重量份由以下组分组成：聚乳酸的重均分子量为80000-120000。改性纳米Al2O3是经过铝酸酯偶联剂F-1处理后的纳米Al2O3。改性纳米Al2O3的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米Al2O3放置于温度为60-80℃的真空干燥箱内连续干燥6-8h；(2)称取一定量的铝酸酯偶联剂F-1、甲苯溶液，配置成质量分数为1-3％的溶液A；(3)将溶液A经超声分散2-4h后，加入一定量的干燥处理后的纳米Al2O3，在40-60℃下继续超声1-2h，得溶液B；溶液A、纳米Al2O3的质量比为(36-54)：(20-30)；(4)将溶液B抽滤，洗涤，干燥得改性纳米Al2O3。抗氧剂为巴斯夫公司的三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。实施例1(1)称取80份的PLA、2份改性纳米Al2O3、20份PES、0.1份DTBP、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料。(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P1。其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，机头温度210℃,螺杆转速200r/min。实施例2(1)称取100份的PLA、6份改性纳米Al2O3、30份PES、0.3份DTBP、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料。(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P2。其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃,螺杆转速280r/min。实施例3(1)称取90份的PLA、4份改性纳米Al2O3、25份PES、0.2份DTBP、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料。(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P3。其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度190℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃,螺杆转速240r/min。实施例4(1)称取85份的PLA、3份改性纳米Al2O3、26份PES、0.1份DTBP、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料。(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PLA复合材料P4。优选地，步骤(2)具体为：其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能PLA复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
【技术特征摘要】
1.一种高性能PLA复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：所述聚乳酸的重均分子量为80000-120000。2.根据权利要求1所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，所述改性纳米Al2O3是经过铝酸酯偶联剂F-1处理后的纳米Al2O3。3.根据权利要求2所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，所述改性纳米Al2O3的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米Al2O3放置于温度为60-80℃的真空干燥箱内连续干燥6-8h；(2)称取一定量的铝酸酯偶联剂F-1、甲苯溶液，配置成质量分数为1-3％的溶液A；(3)将溶液A经超声分散2-4h后，加入一定量的干燥处理后的纳米Al2O3，在40-60℃下继续超声1-2h，得溶液B；(4)将溶液B抽滤，洗涤，干燥得改性纳米Al2O3。4.根据权利要求3所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，步骤(3)中的溶液A、纳米Al2O3的质量比为(36-54)：(20-30)。5.根据权利要求1所述的高性能PLA复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，徐志海，孙启林，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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