一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乳酸母粒技术领域，具体地说，涉及一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法。其包括以下原料组成：聚乳酸树脂、复合剂、共聚物、表面剂、共混物、增塑剂、填料，本发明专利技术制备的碳纤维聚乳酸填充母粒，加入复合剂，使聚乳酸母粒的的界面结合强度大幅度提高，同时，提升了母粒的力学性能，加入的填料，不仅可以降低聚乳酸母粒的生产成本，而且提高了材料的热变形温度和冲击强度，通过增塑剂改性，在聚乳酸中混溶一定量的高沸点、低挥发性的低分子量物质，从而改善其机械性能与加工性能，加入的共聚物和共混物，能有效的改善聚乳酸的生物相容性和可降解性能，通过表面剂对聚乳酸进行表面处理，能使材料的表面亲水性得到较大改善。善。善。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚乳酸母粒
，具体地说，涉及一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成，淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应，通过聚乳酸树脂制成的保鲜膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性，也具有隔离气味的特点；
[0003]现有的聚乳酸由于自身存在一些缺陷，从而影响了其加工性能和应用，主要缺陷有：自身强度不高、耐热性差等，另外，PLA的化学结构缺乏反应性官能团，也不具有亲水性，降解速度需要控制，因此有必要对PLA进行改性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法，包括以下原料组成：聚乳酸树脂60-90份、复合剂10-15份、共聚物5-10份、表面剂1-5份、共混物1-5份、增塑剂10-20份、填料15-30份。
[0006]作为本技术方案的进一步改进，所述复合剂为纤维材料和纳米材料；
[0007]所述纤维材料为碳纤维，碳纤维经浓硝酸表面处理，浓硝酸浓度为60-70％，处理条件为连续煮沸7-9h，然后使用去离子水清洗纤维表面，最后进行烘干，温度为75-85℃，碳纤维与聚乳酸树脂复合，具有独特的物理及化学性能，在经过硝酸表面处理后，复合材料的界面结合强度大幅度提高；
[0008]所述纳米材料为羟基磷灰石，羟基磷灰石是最长用生物复合材料的增强相之一，采用具有良好生物活性的HA微粉增强聚乳酸，其目的在于，提高材料的骨结合能力，使没有生物活性的聚乳酸转变成具有一定生物活性的复合材料，提高材料的力学强度，特别是弹性模量，同时，聚乳酸的酸性降解产物可被HA缓冲。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述共聚物选自聚乙二醇、聚乙醇酸、三甲基环中的至少一种；
[0010]所述共聚物为聚乙二醇，通过聚乙二醇与聚乳酸合成的共聚物，不但具有优异的生物相容性和可降解性能，而且具备一些特殊的性能。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述表面剂为氨基，氨基由一个氮原子和一个氢原子构成，聚乳酸的表面引入氨基，能使材料的表面亲水性得到较大改善，对细胞在材料上的粘附与生长有明显的促进作用。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述共混物为壳聚糖，壳聚糖具有较好的亲水性，可对聚乳酸的降解酸性产物起到中和的作用，从而减少聚乳酸降解后期出现的炎症，将壳聚糖与聚乳酸共混，不仅可以改善聚乳酸的生物相容性和降解性能，还可以调控复合材料的降解速度。
[0013]作为本技术方案的进一步改进，所述增塑剂选自甘油三乙酸醋、柠檬酸三丁醋和丙二酸中的至少一种，增塑剂改性就是在聚乳酸中混溶一定量的高沸点、低挥发性的低分子量物质，从而改善其机械性能与加工性能。
[0014]作为本技术方案的进一步改进，所述填料为无机填料，所述无机填料选自滑石粉、硅藻土、纳米白炭黑中的至少一种，聚乳酸与无机填料共混，可以提高聚乳酸的抗冲击性和耐热性，通过拉伸改变取向度和结晶度有可能提高膜或片状物的抗冲击性和耐热性，同时保持其透明度；
[0015]所述无机填料为滑石粉，滑石粉通过环氧树脂经过表面处理，可以保证滑石粉与聚乳酸之间存在较强的结合性，既提高了材料的热变形温度，又提高了冲击强度，同时降低了聚乳酸母粒的生产成本。
[0016]另一方面，本专利技术提供一种碳纤维聚乳酸填充母粒的制备方法，包括上述中任意一项所述的碳纤维聚乳酸填充母粒，其操作步骤如下：
[0017]S1、将聚乳酸树脂加入至搅拌釜中，加热熔融；
[0018]S2、加入共聚物、表面剂、共混物至搅拌釜中，搅拌，制得a溶液；
[0019]S3、加入复合剂、增塑剂、填料至a溶液中，搅拌，制得b溶液；
[0020]S4、将b溶液加入至双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却为固体状态；
[0021]S5、将固化后的混合料经造粒机造粒，制得聚乳酸填充母粒。
[0022]优选的，所述S2-S3中，搅拌釜的温度为110-150℃，搅拌速度为80-100r/min，所述S2中搅拌时间为1-2h，所述S3中搅拌时间为1.5-2.5h。
[0023]优选的，所述S4中，双螺杆挤出机的挤出温度为180-220℃。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0025]1、该碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法中，通过加入复合剂，使聚乳酸母粒的的界面结合强度大幅度提高，同时，提升了母粒的力学性能。
[0026]2、该碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法中，通过加入的填料，不仅可以降低聚乳酸母粒的生产成本，而且提高了材料的热变形温度和冲击强度。
[0027]3、该碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法中，通过增塑剂改性，在聚乳酸中混溶一定量的高沸点、低挥发性的低分子量物质，从而改善其机械性能与加工性能。
[0028]4、该碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法中，加入的共聚物和共混物，能有效的改善聚乳酸的生物相容性和可降解性能。
[0029]5、该碳纤维聚乳酸填充母料及其制备方法中，通过表面剂对聚乳酸进行表面处理，能使材料的表面亲水性得到较大改善，对细胞在材料上的粘附与生长有明显的促进作用。
附图说明
[0030]图1为实施例1的整体流程框图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1一种碳纤维聚乳酸填充母粒及其制备方法，包括：
[0033]一、原料共混
[0034]将聚乳酸树脂60份加入至搅拌釜中，加热熔融，加入共聚物5份、表面剂1份、共混物1份至搅拌釜中，搅拌釜温度为110-150℃，搅拌1-2h，搅拌速度为80-100r/min，制得a溶液，加入复合剂10份、增塑剂10份、填料15份至a溶液中，搅拌1.5-2.5h，制得b溶液。
[0035]二、造粒
[0036]将b溶液加入至双螺杆挤出机中熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为180-220℃，冷却挤出物为固体状态，将固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维聚乳酸填充母料，包括以下原料组成：聚乳酸树脂60-90份、复合剂10-15份、共聚物5-10份、表面剂1-5份、共混物1-5份、增塑剂10-20份、填料15-30份。2.根据权利要求1所述的碳纤维聚乳酸填充母料，其特征在于：所述复合剂为纤维材料和纳米材料；所述纤维材料为碳纤维，碳纤维经浓硝酸表面处理，浓硝酸浓度为60-70％，处理条件为连续煮沸7-9h，然后使用去离子水清洗纤维表面，最后进行烘干，温度为75-85℃；所述纳米材料为羟基磷灰石。3.根据权利要求1所述的碳纤维聚乳酸填充母料，其特征在于：所述共聚物选自聚乙二醇、聚乙醇酸、三甲基环中的至少一种；所述共聚物为聚乙二醇，通过聚乙二醇与聚乳酸合成的共聚物。4.根据权利要求1所述的碳纤维聚乳酸填充母料，其特征在于：所述表面剂为氨基，氨基由一个氮原子和一个氢原子构成。5.根据权利要求1所述的碳纤维聚乳酸填充母料，其特征在于：所述共混物为壳聚糖。6.根据权利要求1所述的碳纤维聚乳酸填充母料，其特征在于：所述增塑剂选自甘油三乙酸醋、柠檬酸三丁醋和丙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，
申请(专利权)人：杨勇，
类型：发明
国别省市：