本发明专利技术公开了一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，包括如下重量份组分：聚乳酸40～80份；3‑羟基丁酸‑co‑3‑羟基戊酸共聚物5～30份；乙烯‑醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂2～15份；增溶剂2～8份；成核剂0.2～0.8份。本发明专利技术属于高分子材料领域，其优势在于：力学性能得到了改善，同时具有玻璃化温度高、结晶度低、熔融温度低的优势。同时本发明专利技术还公开了该材料的制备方法以及采用该材料制备得到的薄膜，该薄膜能够表现出优异的阻隔性能。
【技术实现步骤摘要】
一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料及其制备方法和薄膜
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料及其制备方法和薄膜。
技术介绍
CN201310009025.3公开了一种降解速率可控的生物分解复合薄膜材料及其制备方法，其包括基体树脂100重量份，其他生物分解聚合物0-40重量份，热稳定剂0.5-1.5重量份，成核剂0.3-5重量份，相容剂1-5重量份，增塑剂2-15重量份，开口剂0.3-5重量份；基体树脂是将聚乳酸(PLA)和3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯(PHBH)按照每种20-80重量份进行混合得到；其他生物分解聚合物为聚丁二酸丁二(醇)酯(PBS)、聚丙撑碳酸酯(PPC)、3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)、对苯二甲酸-丁二醇-己二酸共聚酯(PBAT)。其优势在于：机械性能好，降解更加迅速、彻底。具体来说，其加工成为薄膜(膜厚18-35微米，机械性能和膜厚成一定的线性正比关系)后，其表现出的拉伸强度中横向为27MPa以上纵向大于45MPa；断裂伸长率横向4-7倍，纵向4-7倍。但是其并未解决的问题在于：玻璃化温度有待提高、结晶度有待控制较低、熔融温度有待降低，且需要提高现有薄膜的阻隔性能。《材料工程和工程学报》于2017年10月第169期公开了论文《EVA-g-GMA的制备及其对PLAPHBV共混物性能的影响》；该文献公开了EVA-g-GMA作为特种可降解材料的用途，其能够显著的提高和改善抗拉强度、冲击强度、水蒸气透过率等。因此，本方案是在该文献的基础上进一步改进和优选以期获得更好的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料及其制备方法和薄膜，该复合材料相比于现有材料来说，其力学性能得到了改善，同时具有玻璃化温度高、结晶度低、熔融温度低的优势，且本复合材料准备得到的薄膜能够表现出优异的阻隔性能。本专利技术的具体方案如下：一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，包括如下重量份组分：聚乳酸40～80份；3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物5～30份；乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂2～15份；增溶剂2～8份；成核剂0.2～0.8份；所述的成核剂为以下结构式中的一种：或ADEKANA-11成核剂；其中R1为C1-C9烷氧基；R2为C1-C9烯氧基、胺基；M为Li+。在上述的高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂由以下重量份组分通过熔融共混制备得到:乙烯-醋酸乙烯共聚物40～60份；甲基丙烯酸缩水甘油酯3～10份；引发剂0.1～2份。在上述的高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料中，所述的引发剂为过氧化二苯甲酰BPO。在上述的高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料中，所述的增溶剂为纳米蒙脱土、带有活性异氰酸酯基团的六亚甲基二异氰酸酯任一或两种组合。同时，本专利技术还公开了如上所述的高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：聚乳酸与3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物母粒经真空烘箱60-90℃干燥8-14h，乙烯-醋酸乙烯共聚物在真空烘箱中40-65℃干燥8-14h；步骤2：乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂的制备称取50g乙烯-醋酸乙烯共聚物,5g甲基丙烯酸缩水甘油酯,0.5gBPO依次加至旋转流变仪中，在110-140℃，90-130rad/min条件下密炼5-20min，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂；将接枝后的样品溶于三氯甲烷，然后用乙醇多次沉淀抽滤，重复操作三次，然后将提纯后的产物在真空烘箱内50℃干燥24h。步骤3：将聚乳酸、3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂、增溶剂、成核剂按比例在180℃、100rad/min条件下于转矩流变仪中密炼6min。此外，本专利技术还公开了一种采用如上所述的复合材料制备得到薄膜。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：该复合材料相比于现有材料来说，其力学性能得到了改善，同时具有玻璃化温度高、结晶度低、熔融温度低的优势，且本复合材料准备得到的薄膜能够表现出优异的阻隔性能。在本专利技术中，优选的成核剂在聚合物冷却过程中提供大量的晶核点，在晶体生长速度一定的情况下加快聚合物树脂的结晶速度，降低球晶尺寸，提高结晶度和结晶温度。并且加入成核剂能够使结晶微细化、均质化、可以大大提高聚合物树脂的冲击强度、拉伸强度、模量和玻璃化转变温度得到提高。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步的描述，但不构成对本专利技术的任何限制，任何在本专利技术权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本专利技术的权利要求范围内。实施例1乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂的制备：乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量小于40％)40重量份；甲基丙烯酸缩水甘油酯10重量份；引发剂过氧化二苯甲酰BPO1重量份；EVA-g-GMA的制备：称取EVA,GMA,BPO依次加至旋转流变仪中，在110-140℃，90-130rad/min条件下密炼5-20min，制得EVA-g-GMA。将接枝后的样品溶于三氯甲烷，然后用乙醇多次沉淀抽滤，重复操作三次，然后将提纯后的产物在真空烘箱内50℃干燥24h。实施例2EVA-g-GMA的制备：乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量小于40％)50重量份；甲基丙烯酸缩水甘油酯3重量份；引发剂过氧化二苯甲酰BPO0.5重量份；实施例3EVA-g-GMA的制备：乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯含量小于40％)60重量份；甲基丙烯酸缩水甘油酯5重量份；引发剂过氧化二苯甲酰BPO2重量份；实施例4一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，采用如下配方制备：聚乳酸PLA40份；3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物PHBV25份；乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂(如实施例1)2份；纳米蒙脱土7份；成核剂0.4份。所述的成核剂为其中R1为C1-C9烷氧基；R2为C1-C9烯氧基或胺基；M为Li+。成核剂的制备方法为：取20g蒽溶于300ml二氯甲烷中，在0℃分多次加入12.5g的无水氯化铝，然后在0℃条件下将15g马来酸酐分多次加入到以上反应容器中，室温下搅拌12h。将溶剂倒入420ml去离子水中，有机相进行分离，然后用二氯甲烷萃取水相。将有机相倒入一起，然后用去离子水洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸溶剂，干燥得到所需产品。再将所得产物溶于450mlTHF中，加入氢氧化钠溶液,室温下充分搅拌。反应2h后浓缩反应液，得到晶体重结晶得以纯化白色固体。然后将其放置在80℃下真空干燥12h，然后与110℃干燥2h的抗结块剂硅胶共同研磨,即可得成核剂。复合材料的制备方法：步骤1：聚乳酸与3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物母粒经真空烘箱60-90℃干燥8-14h，乙烯-醋酸乙烯共聚物在真空烘箱中40-65℃干燥8-14h；步骤2：乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，其特征在于，包括如下重量份组分：聚乳酸 40～80份；3‑羟基丁酸‑co‑3‑羟基戊酸共聚物5～30份；乙烯‑醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂2～15份；增溶剂 2～8份；成核剂 0.2～0.8份；所述的成核剂为以下结构式中的一种：
【技术特征摘要】
1.一种高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，其特征在于，包括如下重量份组分：聚乳酸40～80份；3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物5～30份；乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂2～15份；增溶剂2～8份；成核剂0.2～0.8份；所述的成核剂为以下结构式中的一种：或ADEKANA-11增刚成核剂；其中R1为C1-C9烷氧基；R2为C1-C9烯氧基、胺基；M为Li+。2.根据权利要求1所述的高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯改性增韧剂由以下重量份组分通过熔融共混制备得到:乙烯-醋酸乙烯共聚物40～60份；甲基丙烯酸缩水甘油酯3～10份；引发剂0.1～2份。3.根据权利要求2所述的高力学强度、可生物降解的PLA/PHBV复合材料，其特征在于，所述的引发剂为过氧化二苯甲酰BPO...
【专利技术属性】
技术研发人员：许宏武，姚跃，
申请(专利权)人：广东聚航新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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