一种高强度可降解线性聚酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及改性聚酯技术领域，具体涉及一种高强度可降解线性聚酯复合材料，包括如下重量份的原料：可降解线性聚酯70

【技术实现步骤摘要】
一种高强度可降解线性聚酯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及改性聚酯
，具体涉及一种高强度可降解线性聚酯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]可降解线性聚酯材料在无填充状态下的降解度接近100％。在碰到某些要求使用可降解材质为原料的应用领域中，如有更高物理性能的要求，使用传统增强物质譬如玻璃纤维、碳纤维、晶须或其他无机纤维填充后，固然可有效提高材料的物理强度，却无法达到高度生物降解的目的，导致所选用方案无法满足特定领域的法令法规要求。而若采用麻纤维等有机纤维，虽具有生物降解性能，但物理强度不足以满足特殊领域设备的力学要求，例如，在地底或海底勘探器材中，或是在岸上深井、管道开挖过程中，用于施工辅助设备外壳或衬套。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的之一在于提供一种高强度可降解线性聚酯复合材料，特别适用于在地底或海底勘探器材中，或是在岸上深井、管道开挖过程中，用于施工辅助设备外壳或衬套，在施工过程中提供足够强度，保持制件原始状态，达到所需开挖勘探目的，完工后无需回取装置，在30天或更长时间内自然降解，把环境污染程度降到最低。
[0004]本专利技术的目的之二在于提供一种高强度可降解线性聚酯复合材料的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
[0005]本专利技术的目的之一通过下述技术方案实现：一种高强度可降解线性聚酯复合材料，包括如下重量份的原料：
[0006][0007][0008]该高强度可降解线性聚酯复合材料，以可降解线性聚酯为主体材料，通过选用来自大自然的有机物质针茅经特殊加工制得针茅短纤维，其与相容剂协同配合，作为玻璃纤维/麻纤维的替代品以增强可降解线性聚酯材料的物理强度，拉伸模量最高可达控制规格的64％，同时还能保持90％以上的生物降解度，最大幅度满足生物降解的目的。
[0009]优选的，所述可降解线性聚酯为聚乳酸、聚乙醇酸、聚D,L
‑
丙交酯、聚己内酯、聚乳酸
‑
乙醇酸共聚物、聚乙醇酸
‑
乳酸共聚物、聚乙二醇
‑
乳酸嵌段共聚物和聚乙二醇
‑
乳酸
‑
乙醇酸嵌段共聚物中的至少一种。
[0010]采用上述技术方案，选用的可降解线性聚酯满足一定的力学基础和降解性能，以便进一步对可降解线性聚酯做出增强改性；更优选的，所述可降解线性聚酯为聚乙醇酸；聚乙醇酸具有非常高的物理强度和抗热变形能力，尺寸变化也非常小，在适合环境条件下可于30天内达到将近100％的降解度，非常适用于短期内需要高强度的工作情况然后可自然降解的苛刻条件；聚乙醇酸树脂可通过乙醇酸和乙二醇化物分别聚合而成，乙醇酸为线性结构，通过直接缩合聚合可从乙醇酸中获得聚乙醇酸树脂；乙二醇化物具有双环结构，通过开环聚合可从乙二醇化物获得聚乙醇酸树脂。
[0011]优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1790和抗氧剂s
‑
9228中的至少一种。
[0012]采用上述技术方案，提高该可降解线性聚酯的耐候性，减少受光照、温变、风吹雨淋等外界条件的影响而出现褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化的现象。
[0013]优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯醋酸乙烯酯和马来酸酐接枝聚乳酸中的至少一种。
[0014]采用上述技术方案，特别适用于提高针茅短纤维和可降解线性聚酯的相容性，提高针茅短纤维对可降解线性聚酯的增强改性效果。
[0015]优选的，所述针茅短纤维的制备方法包括如下步骤：
[0016](R1)、取针茅，经梳理机梳理细化后进行清洗处理和干燥处理；
[0017](R2)、将干燥后的针茅浸没于盐水中20
‑
30h，然后烘干处理；
[0018](R3)、将烘干后的针茅经切割、筛选处理，得到针茅短纤维。
[0019]采用上述技术方案，制得的针茅短纤维保留有较高微结晶含量的纤维，为增强聚酯带来综合性能更好的产品，比麻纤维/竹纤维有更明显的技术优势。其中，步骤(R1)梳理机梳理细化出大小相当的针茅，便于后续集中筛选出更多特定长度的短纤维；清洗处理以去除表面污垢，减少污垢对聚酯复合材料的不利影响；步骤(R2)，盐水浸泡便于去除针茅表面的保护蜡，同时保留高微结晶含量的纤维；烘干处理以保证其含水率低于5wt％，更有利于针茅短纤维对聚酯复合材料增强改性。
[0020]进一步的，所述步骤(R1)中，清洗处理为采用清水冲洗针茅，所述干燥处理为经自然干燥后再在60℃温度下烘干4
‑
6h。
[0021]进一步的，所述步骤(R2)中，盐水的浓度为30
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50g/L、浸泡温度保持55
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65℃；烘干处理为在100℃温度下烘干1.5
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3h。
[0022]进一步的，所述步骤(R3)中，筛选处理为采用筛选机筛出长度2.0
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4.0mm的短纤维。
[0023]采用上述技术方案，选取长度2.0
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4.0mm的短纤维，更有利于均匀分散在聚酯复合材料中，提高力学性能。
[0024]本专利技术的目的之二通过下述技术方案实现：上述的高强度可降解线性聚酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0025](S1)、按重量份取可降解线性聚酯、针茅短纤维、抗氧剂和相容剂，备用；
[0026](S2)、将可降解线性聚酯、抗氧剂和相容剂预混2min，得到预混物；
[0027](S3)、将预混物加入双螺杆挤出机的主喂料口，并且从双螺杆挤出机的侧喂料口加入针茅短纤维，熔融挤出后，得到高强度可降解线性聚酯复合材料。
[0028]优选的，所述双螺杆挤出机从加料段开始各段的加工温度分别为：210
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230℃、220
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240℃、230
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250℃、230
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250℃、230
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250℃、230
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250℃、230
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250℃、220
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240℃、220
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240℃、220
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240℃，机头温度为220
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240℃，螺杆转速为300
‑
500r/min。
[0029]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的高强度可降解线性聚酯复合材料，以可降解线性聚酯为主体材料，通过选用来自大自然的有机物质针茅经特殊加工制得针茅短纤维，其与相容剂协同配合，作为玻璃纤维/麻纤维的替代品以增强可降解线性聚酯材料的物理强度，拉伸模量最高可达控制规格的64％，同时还能保持90％以上的生物降解度，最大幅度满足生物降解的目的。
[0030]本专利技术的制备方法操作简单，控制方便，生产效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度可降解线性聚酯复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：2.根据权利要求1所述的一种高强度可降解线性聚酯复合材料，其特征在于：所述可降解线性聚酯为聚乳酸、聚乙醇酸、聚D,L
‑
丙交酯、聚己内酯、聚乳酸
‑
乙醇酸共聚物、聚乙醇酸
‑
乳酸共聚物、聚乙二醇
‑
乳酸嵌段共聚物和聚乙二醇
‑
乳酸
‑
乙醇酸嵌段共聚物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高强度可降解线性聚酯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1790和抗氧剂s
‑
9228中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种高强度可降解线性聚酯复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯醋酸乙烯酯和马来酸酐接枝聚乳酸中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种高强度可降解线性聚酯复合材料，其特征在于，所述针茅短纤维的制备方法包括如下步骤：(R1)、取针茅，经梳理机梳理细化后进行清洗处理和干燥处理；(R2)、将干燥后的针茅浸没于盐水中20
‑
30h，然后烘干处理；(R3)、将烘干后的针茅经切割、筛选处理，得到针茅短纤维。6.根据权利要求5所述的一种高强度可降解线性聚酯复合材料，其特征在于：所述步骤(R1)中，针茅为贝加尔针茅、吉尔吉斯针茅、大针茅、克氏针茅、弋壁针茅、石生针茅、紫花针茅和细茎针茅中的至少一种；清洗处理为采用清水冲洗针茅，所述干燥处理为经自然干燥后再在60℃温度下烘干4
‑
6h。7.根据权利要求5所述的一种高强度可降解线性聚酯复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振贤，郝俊，江刘，
申请(专利权)人：南通市东方塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：