一种可降解塑料高分子复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解塑料高分子复合材料，包括100

【技术实现步骤摘要】
一种可降解塑料高分子复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可降解塑料材料及其制备方法，属于高分子复合材料


技术介绍

[0002]塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，再由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组合而成；塑料是重要的有机合成高分子材料，应用非常广泛。但是废弃塑料带来的“白色污染”也越来越严重，因此，可降解塑料因其对环境友好，已逐渐走向市场，但是，现有的可降解塑料力学性能低，限制了可降解塑料的使用范围。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种可降解塑料高分子复合材料以解决上述问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案：一种可降解塑料高分子复合材料，按重量份数计，包括以下原料：100
‑
120份聚乳酸、20
‑
40份聚乙烯醇、15
‑
30份改性纤维素晶须、5
‑
10份改性石墨晶须、2
‑
8份硬脂酸钠、0.6
‑
0.8份硫磺。
[0005]进一步地，所述改性纤维素晶须的原料按重量份数计，包括：10
‑
20份纤维素晶须、1
‑
3份氢化硅油、30
‑
60份无水乙醇。
[0006]进一步地，所述改性纤维素晶须的制备步骤为：将氢化硅油、纤维素晶须加入无水乙醇中，置于超声波分散机内，常温下以400
‑
>600W的功率超声处理20
‑
40min，过滤，真空烘干，得改性纤维素晶须。
[0007]进一步地，所述改性纤维素晶须的平均粒径为60
‑
80nm。
[0008]进一步地，所述改性石墨晶须的原料按重量份数计，包括:40
‑
60份石墨晶须、200
‑
300份质量分数10%的双氧水、12
‑
18份柠檬酸、0.4
‑
0.8份明胶、0.6
‑
1.2份二丁基二月桂酸锡、20
‑
40份聚乙二醇、400
‑
600份丙三醇。
[0009]进一步地，所述聚乙二醇的分子量为400
‑
600。
[0010]进一步地，所述制改性石墨晶须的制备步骤为：（1）将石墨晶须加入双氧水中，在80
‑
90℃的水浴条件下以200
‑
300r/min转速搅拌30
‑
60min，冷却到室温，过滤，固体用去离子水洗涤3
‑
5次，烘干，得氧化石墨晶须；（2）将氧化石墨晶须、柠檬酸和明胶加入丙三醇中，在0℃的冰浴条件下以100
‑
200℃搅拌反应30min，再加热至110
‑
130℃继续反应30
‑
40min，降温至80
‑
90℃，保温40
‑
60min，得反应液；（3）将聚乙二醇、二丁基二月桂酸锡加入反应液中，在0℃的冰浴条件下以100
‑
200℃搅拌反应30min，再加热至110
‑
130℃继续反应1
‑
2h，冷却至室温，过滤，固体用去离子水洗涤3
‑
5次，烘干，得改性石墨晶须。
[0011]进一步地，所述可降解塑料高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
（1）将聚乳酸置于双辊开炼机内均匀包辊，再加入硫磺、聚乙烯醇、改性纤维素晶须、改性石墨晶须、硬脂酸钠，混炼30
‑
40min，得胶料；（2）将胶料室温下放置20
‑
30h后再置于混炼机中返炼10
‑
20min，得反炼胶料；（3）将返炼胶料置于硫化机内硫化10
‑
20min，得一段硫化聚乳酸；（4）将一段硫化聚乳酸置于干燥箱中，在160
‑
200℃的条件下静置20
‑
30min，再置于硫化机内硫化4
‑
6h，常温冷却，得可降解塑料高分子复合材料。
[0012]进一步地，步骤（3）所述硫化的温度为120
‑
160℃。
[0013]进一步地，步骤（4）所述硫化的温度为160
‑
180℃本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制备的可降解塑料高分子复合材料，采用氢化硅油对纤维素晶须进行表面修饰，氢化硅油会包覆纤维素晶须，使得纤维素晶须能均匀分散至聚乳酸内，使之分散稳定，并且氢化硅油能在纤维素晶须表面引入碳硅键基团，碳硅键基团可与聚乳酸内的其它不饱和单体发生共聚，同时也可以进一步实现对纤维素晶须的二次包覆，降低纤维素晶须的表面能，使纤维素晶须处于稳定状态，防止纤维素晶须团聚，改善其在聚乳酸基体中的相容性，从而改善聚乳酸材料的力学性能和机械性能；（2）本专利技术制备的可降解塑料高分子复合材料，以双氧水作为氧化剂，通过液相氧化法对石墨晶须表面进行氧化，使氧化后的石墨晶须表面的含氧官能团增多，保证了石墨晶须的极性和在水分散体系中的分散和稳定性，且含氧官能团又具有活性，可进一步进行反应改性；氧化石墨晶须表面通过柠檬酸酸化后再与聚乙二醇进行接枝反应能有效提高接枝反应的效率，接枝反应后石墨晶须表面极性含氧官能团含量低，从而提高石墨晶须对聚乳酸基体的增强效果；在石墨晶须表面接枝聚乙二醇，可以有效提高石墨晶须在聚乳酸基体中的分散稳定性及相容性，聚乙二醇接枝在石墨晶须的表面，有效改善了石墨晶须与聚乳酸基体的相容性，利用聚乙二醇对石墨晶须进行表面接枝改性，在消耗石墨晶须表面极性官能团的同时，增加了石墨晶须粒子的空间位阻，改善石墨晶须的分散稳定性，提升了石墨晶须与聚乳酸基体的相容性。
[0014]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0016]一种可降解塑料高分子复合材料，包括以下制备步骤：（1）按重量份数计，分别称量10
‑
20份纤维素晶须、1
‑
3份氢化硅油、30
‑
60份无水乙醇；（2）将氢化硅油、纤维素晶须加入无水乙醇中，置于超声波分散机内，常温下以400
‑
600W的功率超声处理20
‑
40min，过滤，真空烘干，得平均粒径60
‑
80nm的改性纤维素晶须；（3）再按重量份数计，分别称量40
‑
60份石墨晶须、200
‑
300份质量分数10%的双氧水、12
‑
18份柠檬酸、0.4
‑
0.8份明胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解塑料高分子复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：100
‑
120份聚乳酸、20
‑
40份聚乙烯醇、15
‑
30份改性纤维素晶须、5
‑
10份改性石墨晶须、2
‑
8份硬脂酸钠、0.6
‑
0.8份硫磺。2.根据权利要求1所述的一种可降解塑料高分子复合材料，其特征在于，所述改性纤维素晶须的原料按重量份数计，包括：10
‑
20份纤维素晶须、1
‑
3份氢化硅油、30
‑
60份无水乙醇。3.根据权利要求1所述的一种可降解塑料高分子复合材料，其特征在于，所述改性纤维素晶须的制备步骤为：将氢化硅油、纤维素晶须加入无水乙醇中，置于超声波分散机内，常温下以400
‑
600W的功率超声处理20
‑
40min，过滤，真空烘干，得改性纤维素晶须。4.根据权利要求3所述的一种可降解塑料高分子复合材料及其制备方法，其特征在于，所述改性纤维素晶须的平均粒径为60
‑
80nm。5.根据权利要求1所述的一种可降解塑料高分子复合材料，其特征在于，所述改性石墨晶须的原料按重量份数计，包括:40
‑
60份石墨晶须、200
‑
300份质量分数10%的双氧水、12
‑
18份柠檬酸、0.4
‑
0.8份明胶、0.6
‑
1.2份二丁基二月桂酸锡、20
‑
40份聚乙二醇、400
‑
600份丙三醇。6.根据权利要求5所述的一种可降解塑料高分子复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为400
‑
600。7.根据权利要求5所述的一种可降解塑料高分子复合材料，其特征在于，所述制改性石墨晶须的制备步骤为：（1）将石墨晶须加入双氧水中，在80
‑
90℃的水浴条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朵，
申请(专利权)人：成都百宇发新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：