一种环保复合材料及其制备方法技术

一种环保复合材料及其制备方法。组成以及重量份为：聚乳酸：100份；田菁胶5-30份；改性纳米TiO2 0.2-5份；增塑剂A 1-6份；增塑剂B 2-15份；润滑剂0.1-0.5份。其制备过程包括：首先对纳米TiO2进行表面改性，然后与三醋酸甘油酯或者环氧大豆油混合，并进一步与聚乳酸、田菁胶、聚乙二醇或者柠檬酸三丁酯、硬脂酸等混合后，通过双螺杆挤出造粒机挤出并造粒，得到聚乳酸/田菁胶/纳米TiO2复合材料。本发明专利技术的聚乳酸/田菁胶/纳米TiO2复合材料具有良好的加工流变性能和力学性能，并且绿色环保，成本低，可通过模压、挤出、注塑、压延等成型方法制备出不同形态的塑料制品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境友好高分子材料的成型加工领域，具体涉及的是一种绿色环保聚乳酸/田菁胶/纳米T12复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一种无毒、无刺激性、良好的生物相容性并可完全生物降解的绿色高分子材料，它在微生物的作用下能够完全降解生成水和二氧化碳，对环境不会造成任何危害，可以替代传统的聚合物材料，因此受到了广大研宄者的高度重视和深入研宄。另外，PLA可以通过玉米秸杆发酵得到的乳酸进行聚合制得，能够降低不可再生的石化产品的消耗，进而缓解人类资源危机。但是PLA也存在一些缺点，比如:它是线型聚合物，使其强度往往不能满足要求；脆性高；价格高。另外，它的熔融黏度和熔体强度较低，导致加工性能不佳。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研宄，目前对聚乳酸的改性主要有共聚、共混和复合等方法。
技术实现思路
针对
技术介绍
中所提出的PLA所存在的缺陷，本专利技术一是提供一种无毒、价廉、具有较好的加工流变性能和力学性能的绿色环保聚乳酸/田菁胶/纳米T12复合材料，二是提供这种复合材料的制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术所采取的技术方案是: 一种环保复合材料，该复合材料的组分以及各组分的重量份为:聚乳酸100份、田菁胶5-30份、改性纳米T12 0.2-5份、增塑剂A 1-6份、增塑剂B 2-15份、润滑剂0.1-0.5份。聚乳酸重均分子量为10万-30万。田菁胶重均分子量为15万-32万。改性纳米T12的制备方法为:在40-80 0C,将硅烷偶联剂KH560、盐酸或冰醋酸、无水乙醇和高纯水，于超声作用下机械搅拌60-240min，冷却至室温，洗涤，离心，25_50°C下真空干燥，离心机转速为8000-20000rpm，所用纳米1102的粒径为5_100nm。增塑剂A为三醋酸甘油酯或环氧大豆油中的一种或两者混合物。增塑剂B为聚乙二醇或者柠檬酸三丁酯中的一种或两者混合物；其中聚乙二醇的重均分子量为2000-20000。润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙的任何一种。环保复合材料的制备方法，制备方法的具体步骤如下: (1)在30-80°C下，将改性纳米T12、增塑剂A混合并机械搅拌120-240min，搅拌机的转速为 1000-2000rpm ； (2)在40-90°C下，将聚乳酸、田菁胶、增塑剂B、步骤(I)所得物料混合并机械搅拌60-180 min，搅拌机转速为1000-2000 rpm，物料冷却至室温后，在双螺杆挤出造粒机上挤出并造粒； 挤出造粒工序中，双螺杆挤出机各区段温度为:加热一区140-160°C，加热二区150-170°C，加热三区165-185°C，加热四区165_185°C，加热五区170_185°C，加热六区165-180°C，机头温度160-175°C，主机转速为80_150rpm，喂料转速为7_15rpm。田菁胶(SG)是一种半乳甘露聚糖类的植物胶，来源于田菁种子的内胚乳。田菁在我国江浙、河南等地大面积种植，来源丰富，无毒，价格低廉。另外，它的一个很重要的特性就是增黏性。因此，通过SG与PLA进行共混改性，不仅可以降低复合材料的成本，而且还可以增加体系的熔体强度和熔融黏度，最终改善其加工性能。
技术介绍
中提及现有技术的缺陷就好，这两段话是公知的现有技术，咱们是利用他们本身的这些特性进行的应用，虽然说写在哪里都是一样的，嘿嘿，但是我觉得写在这里更恰当。纳米1102具有小尺寸效应和宏观量子隧道效应，可以产生无机纳米粒子为主体的逾渗网络，这种网络束缚的分子链运动可以表现出显著的剪切变稀行为。在一定剪切速率下，无机纳米粒子强烈取向，并使聚合物基体大分子链产生应变诱导硬化。因此，聚合物中加入无机纳米粒子，可以有效提高聚合物的加工性能和力学性能。本专利技术所公开的这种复合材料中的各组分原料易得、价格低廉、无毒环保；因田菁胶的引入，使复合材料的加工成本降低；因纳米T12的高度取向，能够影响大分子应变诱导取向，可进一步改善复合材料的加工性能和流变性能；可通过模压、挤出、注塑、压延等成型方法制备出不同形态的塑料制品。【具体实施方式】实施例1 配置3.0wt%的纳米二氧化钛的乙醇/水(体积比80/1)分散液2500mL，超声分散30min，用冰醋酸调节pH为3.5-4.5，然后加入30mL的KH560，于70°C，超声清洗器作用下，机械搅拌180min，然后，冷却至室温，用乙醇洗涤，12000rpm下进行离心分离，重复三次，40°C下真空干燥。称取0.1kg三醋酸甘油酯和0.06kg改性纳米T12，在60°C，超声波清洗器作用下机械搅拌180min，然后将物料冷却至50°C。称取3kg聚乳酸、0.45kg田菁胶、0.25 kg聚乙二醇10000、0.05kg梓檬酸三丁酯、0.009kg硬脂酸与上述物料混合，在50°C，搅拌机转速为1000±20rpm条件下，机械搅拌10mino将物料冷却至室温后，在双螺杆挤出造粒机上挤出并造粒，即可得到聚乳酸/田菁胶/纳米T12复合材料。双螺杆挤出机各区段温度为:加热一区150 °C，加热二区165°C，加热三区175°C，加热四区178°C，加热五区180°C，加热六区177°C，机头温度172°C，主机转速为10rpm,喂料转速为9.5rpm。上述所得聚乳酸/田菁胶/纳米1102复合材料的冲击强度为5.7 kj/m2，弯曲强度为53.6MPa，拉伸强度为57.0MPa,断裂伸长率40.7 %。实施例2 配置3.5 wt%的纳米二氧化钛的乙醇/水(体积比80/1)分散液2500mL，超声分散30min，用冰醋酸调节pH为3.5-4.5，然后加入33mL的KH560，于60°C，超声清洗器作用下，机械搅拌240 min，然后，冷却至室温，用乙醇洗涤，12000rpm下进行离心分离，重复三次，25°C下真空干燥。称取0.12kg环氧大豆油和0.06kg改性纳米T12，在50°C，超声波清洗器作用下机械搅拌180min后备用。称取4kg聚乳酸、0.4kg田菁胶、0.25kg聚乙二醇10000、0.05 kg梓檬酸三丁醋、0.008kg硬脂酸与上述物料混合，在70°C，搅拌机转速为1000±20rpm条件下，机械搅拌SOmino将物料冷却至室温后，在双螺杆挤出造粒机上挤出并造粒，即可得到聚乳酸/田菁胶/纳米T12复合材料。双螺杆挤出机各区段温度为:加热一区152 °C，加热二区165°C，加热三区172°C，加热四区175°C，加热五区178°C，加热六区180°C，机头温度175°C，主机转速为105rpm，喂料转速为10.3rpm。上述所得聚乳酸/田菁胶/纳米1102复合材料的冲击强度为6.0 kj/当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保复合材料，其特征在于，该复合材料的组分以及各组分的重量份为：聚乳酸100份、田菁胶5‑30份、改性纳米TiO2 0.2‑5份、增塑剂A 1‑6份、增塑剂B 2‑15份、润滑剂0.1‑0.5份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张青，和芹，李光辉，苏桂仙，杨笑春，李德玲，
申请(专利权)人：唐山师范学院，
类型：发明
国别省市：河北;13