一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于化学材料技术领域，具体涉及一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法及其应用，其中，碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法包括将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中进行反应，然后对反应后的溶液进行过滤及透析，得含羧基及羟基的碳量子点水溶液；将乳酸和步骤一制得的碳量子点水溶液混合均匀，然后蒸发掉混合溶液中的水份，得到碳量子点乳酸溶液；在碳量子点乳酸溶液中加入催化剂并搅拌均匀，控制反应温度为140

【技术实现步骤摘要】
一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于化学材料
，具体涉及一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着人们环保意识的不断提高，塑料可降解性越来越受到研究者关注。聚乳酸(PLA)作为当前较为成熟的可降解塑料及生物相容性，被广泛应用于3D打印耗材、包装材料、医疗器械、日用品等领域。在3D打印、包装等领域产品相继推出的情况下，PLA产量逐年增加，进一步扩大PLA在可降解性塑料中应用。
[0003]PLA是一种热塑性高分子材料，可采用挤出、吹塑、模塑等加工方式，可替代目前石油基高分子材料，解决能源及环境污染问题。但PLA脆性大，断裂伸长率低(低于10％)，导致PLA材料在一些领域上的应用受到限制。
[0004]而碳纳米管作为一种无机纳米材料，近年被广泛应用于锂离子电池导电剂使用而备受瞩目。碳纳米管是一种由碳原子，以六元环组成，然后卷曲形成一维纳米材料，具有优异机械性能、导电性及热稳定性，能显著提高PLA热力学性能。碳纳米管长径比大，表面仅含有少量亲水性基团，虽能与PLA有较好的相容性，但碳纳米管在PLA基体存在分散性难以解决的问题，用碳纳米管对PLA进行改性会影响PLA材料的颜色，而在包装、医疗等应用方面，对产品颜色、掉粉等问题要求较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法及其应用，旨在解决PLA断裂伸长率低的技术问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术一方面提供了一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法，其包括如下制备步骤：
[0008]步骤一、将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中进行反应，然后对反应后的溶液进行过滤及透析，得含羧基及羟基的碳量子点水溶液；
[0009]步骤二、将乳酸和步骤一制得的碳量子点水溶液混合均匀，然后蒸发掉混合溶液中的水份，得到碳量子点乳酸溶液；
[0010]步骤三、在碳量子点乳酸溶液中加入催化剂并搅拌均匀，控制反应温度为140
‑
150℃，反应全程通惰性气体进行保护，制得碳量子点聚乳酸低聚粗产物；
[0011]步骤四、在碳量子点聚乳酸低聚粗产物中加入氯仿和丙酮溶液，萃取出碳量子点聚乳酸低聚物。
[0012]本专利技术的碳量子点聚乳酸低聚物制备方法简单，制得的碳量子点聚乳酸低聚物具有高韧性，可作为聚乳酸增韧填料或交联剂使用，将其与聚乳酸材料混合，可以有效提高聚乳酸材料的断裂伸长率，使聚乳酸材料的断裂伸长率由原先的10％提升到100％
‑
200％，采
用本专利技术的制备方法制得的聚乳酸低聚物与聚乳酸材料复合，不会改变聚乳酸材料的基体颜色，且由于碳量子点上负载低聚物聚乳酸，利于与聚乳酸基体界面作用，使碳量子点在聚乳酸基体中不易脱落。
[0013]本专利技术另一方面提供一种碳量子点聚乳酸低聚物的应用，所述碳量子点聚乳酸低聚物与聚乳酸熔融共混制备聚乳酸复合材料。
[0014]采用碳量子点聚乳酸低聚物与聚乳酸材料进行熔融混合，制备出的聚乳酸纳米复合材料分子增加，碳量子点起一定交联作用，聚乳酸部分交联化，形成支化结构，拉伸过程中，结晶度提高，且复合材料机械性能、热稳定性能提高，聚乳酸复合材料的断裂伸长率由原先的10％提升到100％
‑
200％。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术的碳量子点聚乳酸低聚物制备方法简单，制得的碳量子点聚乳酸低聚物具有高韧性，可作为聚乳酸增韧填料或交联剂使用，将其与聚乳酸材料混合，可以有效提高聚乳酸材料的断裂伸长率，使聚乳酸材料的断裂伸长率由原先的10％提升到100％
‑
200％，采用本专利技术的制备方法制得的聚乳酸低聚物与聚乳酸材料复合，不会改变聚乳酸材料的基体颜色，且由于碳量子点上负载低聚物聚乳酸，利于与聚乳酸基体界面作用，使碳量子点在聚乳酸基体中不易脱落。
[0017]采用碳量子点聚乳酸低聚物与聚乳酸材料进行熔融混合，制备出的聚乳酸纳米复合材料分子增加，碳量子点起一定交联作用，聚乳酸部分交联化，形成支化结构，拉伸过程中，结晶度提高，且复合材料机械性能、热稳定性能提高。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的碳量子点与乳酸分子接枝机理示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例的碳量子点聚乳酸低聚物与聚乳酸形成聚乳酸复合材料的机理示意图；
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。结合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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0021]在本专利技术的描述中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]在本专利技术的描述中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b，或c中的至少一项(个)”，或，“a，b，和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a
‑
b(即a和b)，a
‑
c，b
‑
c，或a
‑
b
‑
c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多
个。
[0023]需要理解的是，本专利技术实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本专利技术实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术公开的范围之内。具体地，本专利技术实施例中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0024]另外，除非上下文另外明确地使用，否则词的单数形式的表达应被理解为包含该词的复数形式。术语“包括”或“具有”旨在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合的存在，但不用于排除存在或可能添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合。
[0025]本专利技术实施例提供了一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法，其包括如下制备步骤：
[0026]步骤一、将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中进行反应，然后对反应后的溶液进行过滤及透析，得含羧基及羟基的碳量子点水溶液；
[0027]步骤二、将乳酸和步骤一制得的碳量子点水溶液混合均匀，然后蒸发掉混合溶液中的水份，得到碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：步骤一、将碳纳米管加入浓硫酸和浓硝酸的混合酸中进行反应，然后对反应后的溶液进行过滤及透析，得含羧基及羟基的碳量子点水溶液；步骤二、将乳酸和步骤一制得的碳量子点水溶液混合均匀，然后蒸发掉混合溶液中的水份，得到碳量子点乳酸溶液；步骤三、在碳量子点乳酸溶液中加入催化剂并搅拌均匀，控制反应温度为140
‑
150℃，反应全程通惰性气体进行保护，制得碳量子点聚乳酸低聚粗产物；步骤四、在碳量子点聚乳酸低聚粗产物中加入氯仿和丙酮溶液，萃取出碳量子点聚乳酸低聚物。2.根据权利要求1所述一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法，其特征在于，步骤一中，碳纳米管加入混合酸混合后，超声20
‑
40min。3.根据权利要求1所述一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法，其特征在于，步骤一中，碳纳米管和混合酸反应时，在60
‑
80℃回流24h以上。4.根据权利要求1所述一种碳量子点聚乳酸低聚物的制备方法，其特征在于，步骤二中，将乳酸和...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊军，杨义群，颜科，李忻达，
申请(专利权)人：深圳市飞墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：