本发明专利技术公开了一种双连续的生物高分子三元纳米复合材料及制备方法，按如下原料组分和质量份数：聚己内酯６０－７０份，聚乳酸３０－４０份，有机粘土１－６份，加入到密炼机中，在１５０－１９０℃的温度、４０－６０ｒｐｍ的转子转速下熔融共混８－１０ｍｉｎ，得到双连续的生物高分子三元纳米复合材料。本发明专利技术利用简便易行且成本低廉的方法制得具有双连续相结构的生物可降解的聚己内酯／聚乳酸三元纳米复合材料，具有良好的热塑性、生物相容性、生物可降解性及组织可吸收性，满足环境发展的要求，不仅在塑料的通用领域，而且在生物医学工程方面也具有潜在的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物可降解高分子三元纳米复合材料，特别涉及一种 具有双连续相结构的聚己内酯/聚乳酸/粘土高分子合金基纳米复合材料及 其制备方法。
技术介绍
随着环境发展的要求，生物可降解的高分子如聚己内酯(PCL)，聚乳 酸(PLA)等作为一种新型的高分子材料日益受到关注。它们具有良好的热 塑性、生物相容性、生物可降解性及组织可吸收性，因此不仅在通用领域， 而且在生物医学工程方面如药物控制释放基材、多孔的组织工程支架，包 装等方面具有潜在的应用价值。不过单一的聚己内酯或聚乳酸在性能上都有各自的缺点，如聚己内酯 虽然韧性好，并具有较好的药物穿透性，但硬度和强度差，且热变形温度 较低；而聚乳酸则具有较快的降解速率和较好的拉伸强度，但韧性较差极 易弯曲变形。因此利用这种性能互补性，将聚己内酯与聚乳酸熔融共混是 获得高性能的生物可降解高分子复合材料的方法之一。不过，聚己内酯与聚乳酸之间热力学的不相容使得共混材料相畴较大 且界面粘结松散，反而无法体现各组分的优势性能，所以必须要对体系进 行增容以细化相畴。传统的方法是利用与聚己内酯或聚乳酸具有类似化学 结构的嵌段共聚物作为第三组分进行增容，不过由于嵌段共聚物的价格过 于昂贵从而极大增加了共混材料的制造成本。在研究者们把目光普遍投向共聚物的制备方法的改良的同时，却忽略了对于不相容的两相共混体系， 一旦各基体形成相互贯穿且相畴不大的双连续相形态，材料也会表现出良 好的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服上述缺陷，利用成本低廉且各向异性的纳米 填料改变聚合物基体组分流变学性质，达到同时增容、增强的效果，制备 一种新的具有双连续相结构的生物可降解高分子三元纳米复合材料。本专利技术的技术方案是双连续的生物高分子三元纳米复合材料，其特 征在于按如下原料组分和质量份数制成聚己内酯 60-70份聚乳酸 30-40份有机粘土 1-6 份。所述的聚己内酯为一种数均分子量为40,000-60,000，熔融指数为 24-32g/10min，熔点为50_70°C的生物可降解高分子聚酯。所述的聚乳酸是一种数均分子量为80,000-120,000，熔融指数为 6-10g/10min，熔点为140-180°C的生物可降解高分子材料。所述的有机粘土为甲基双(2-羟乙基)氢化牛脂基季铵盐改性的粘土， 其阳离子交换容量(CEC)为90-110meq/100g。如上述的双连续的生物高分子三元纳米复合材料的制备方法，是将聚 己内酯、聚乳酸和有机粘土加入到密炼机中，在150-190 。C的温度、40-60rpm 转子转速下熔融共混8-10 min，得到双连续的生物高分子三元纳米复合材 料。本专利技术的优点和效果在于利用一种简便易行且成本低廉的方法制备具 有双连续相结构的生物可降解的聚己内酯/聚乳酸三元纳米复合材料，进一 步利用选择性蚀刻的方法还可以得到可用于生物医学工程等方面的多孔生物可降解高分子合金基纳米复合材料。本专利技术无需添加昂贵的增容剂对聚 己内酯/聚乳酸不相容二元基体进行增容，而是通过添加有机粘土的方法使 得聚乳酸组分在含量较低的情况下即可与聚己内酯形成双连续的相形态； 另一方面同时得到粘土选择分布于聚乳酸组分的插层型纳米复合材料，从 而同时实现增容和增强的效果，最终制备出双连续相结构的聚己内酯/聚乳 酸/粘土生物可降解高分子合金基纳米复合材料。本专利技术的关键在于当聚己内酯和聚乳酸的质量配比一定时，有机粘土 添加量的多少。有机粘土添加过少，对基体两相黏度比的改变不足以使两 基体发生相反转而形成双连续的结构；而添加量过多，基体不能形成规则 的双连续相结构，同时粘土不易分散均匀，反而会降低材料的力学性能。下面结合附图和实施例进一步叙述本专利技术的优点和效果。附图说明图1 (a)、图1 (b)是本专利技术中对比例3、 4、 5、 6、 8及实施例1、 2、 3的X-射线衍射(XRD)谱图。图2是本专利技术中对比例3及实施例2的透射电镜(TEM)照片图。图3是本专利技术中对比例2、 5、 7、 8及实施例1、 2、 3的蚀刻前后扫描 电镜(SEM)照片图。具体实施例方式实施例1将聚己内酯70份、聚乳酸30份和有机粘土 1份加入到密炼机中，在 16(TC的温度、50rpm转子转速下熔融共混8-10min，得到双连续的生物高 分子三元纳米复合材料。实施例2将聚己内酯70份、聚乳酸30份和有机粘土3份加入到密炼机中，在 18(TC的温度、50rpm转子转速下熔融共混8-10min,得到双连续的生物高分子三元纳米复合材料。实施例3将聚己内酯70份、聚乳酸30份和有机粘土5份加入到密炼机中，在 17(TC的温度、50rpm转子转速下熔融共混8-10min，得到双连续的生物高 分子三元纳米复合材料。实施例4将聚己内酯60份、聚乳酸40份和有机粘土2份加入到密炼机中，在 160。C的温度、50rpm转子转速下熔融共混8-10min，得到双连续的生物高 分子三元纳米复合材料。实施例5将聚己内酯60份、聚乳酸40份和有机粘土4份加入到密炼机中，在 16(TC的温度、50rpm转子转速下熔融共混8-10min，得到双连续的生物高 分子三元纳米复合材料。实施例6将聚己内酯60份、聚乳酸40份和有机粘土6份加入到密炼机中，在 16(TC的温度、50rpm转子转速下熔融共混8-10min，得到双连续的生物高 分子三元纳米复合材料。本专利技术中使用的聚己内酯为一种数均分子量约为50,000，熔融指数约 为28g/10min，熔点约为60。C的生物可降解高分子聚酯；使用的聚乳酸是一种数均分子量约为100,000，熔融指数约为8g/10min，熔点约为160°C 的生物可降解高分子材料；使用的有机粘土为甲基双(2-羟乙基)氢化牛脂基氯化铵改性的钠基 粘土，其阳离子交换容量(CEC)为100meq/100g，有机蒙脱土的层间距为 1, 94nm。表1是本专利技术中对比例1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8及实施例1、 2、 3的配方及XRD数据。<table>table see original document page 7</column></row><table>按表中配方，将聚己内酯、聚乳酸和粘土加入到密炼机中，在170°C 的加工温度和50rpm转子转速下熔融共混8min，即得到具有双连续相结构 的聚己内酯/聚乳酸/粘土生物可降解高分子三元纳米复合材料。将上述得到的聚己内酯/聚乳酸/粘土生物可降解高分子三元纳米复合 材料制成4咖X4咖X lmm的片材后进行XRD测试。表中*表示当复合材料中有多个衍射峰时，指小角度范围内出现的第 一个衍射峰所对应的蒙脱土的层间距。从表中可看出有机粘土在合金基体中的插层分布。粘土复合合金基体 后层间距有明显扩大，说明了粘土已插层到合金基体中。而随着粘土含量 的增加，层间距并没有扩大，说明了粘土含量不影响其在合金基体中的插 层程度。图l(a)图l(b)是利用X-射线衍射仪测定的复合材料中粘土层间距的 变化，X-射线的波长为1.5406A，管电压40kV，管电流100mA。扫描范围为1-1(T，扫描速度为2Vmin。图2是用透射电子显微镜(TEM)考察粘土在复合材本文档来自技高网...
【技术保护点】
双连续的生物高分子三元纳米复合材料，其特征在于按如下原料组分和质量份数制成： 聚己内酯 ６０－７０份聚乳酸 ３０－４０份有机粘土 １－６份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴德峰，张洁，张明，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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