鞋面用有色聚乳酸复合材料制造技术

本发明专利技术公开了鞋面用有色聚乳酸复合材料，本方案中改进组分构成，将纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂加入聚乳酸，并改进纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂的加入方式，O

【技术实现步骤摘要】
鞋面用有色聚乳酸复合材料


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及鞋面用有色聚乳酸复合材料。

技术介绍

[0002]聚乳酸是众多生物降解材料中较重要的一种，有优良的机械性能、热塑性，为公认的绿色高分子材料，在鞋服、车饰及临床等广泛应用。但聚乳酸本身的热变形温度较低，仅50
‑
60℃范围，纯乳酸制备的样品易因温度的变化造成形变，使其在材料领域的推广应用受到极大限制。
[0003]对此，目前市面上的主要改进手段包括对聚乳酸的接枝改性，与其他材料多元共混以及通过填料等增强其性能，以填料为例，目前已公开的填料包括纤维、滑石粉、纳米纤维素、蒙脱石、碳纳米管等，如纳米纤维素、纤维等，因其与聚乳酸的相容性较差，在熔融加工工序中易发生团聚、聚集等现象，整体而言，热变形温度的提升并不能满足应用需求，需改进。

技术实现思路

[0004]为解决上述至少一个技术缺陷，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]本申请文件公开鞋面用有色聚乳酸复合材料，以质量计，包括以下组分：聚乳酸粒子84
‑
90％、成核剂0.3
‑
0.6％、相容剂0.5
‑
1.0％、海藻复合纤维2
‑
3％、胶囊粒子5
‑
10％、色母粒2
‑
3％；
[0006]所述海藻复合纤维为O
‑
酰化壳聚糖、海藻酸钙、纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂制备的复合型纤维，海藻复合纤维中O
‑
>酰化壳聚糖、海藻酸钙、纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂之间的质量比为:0.3
‑
0.5:4
‑
5:2
‑
3：0.1
‑
0.2；
[0007]所述胶囊粒子以O
‑
酰化壳聚糖、纤维素纳米晶为壁材，以稀土耐热改性剂为芯，胶囊粒子中O
‑
酰化壳聚糖、纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂的质量比为：1
‑
1.5:3
‑
4：0.6
‑
1。
[0008]本方案中改进组分构成，将纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂加入聚乳酸，并改进纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂的加入方式，其一为：以纤维素纳米晶、O
‑
酰化壳聚糖为壁材包覆芯体稀土耐热改性剂形成胶囊粒加入，O
‑
酰化壳聚糖提高与聚乳酸的相容性，有助纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂在聚乳酸中分散的更为均匀；其二为：以海藻酸钙为纤维主料，并复合纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂形成纤维，以O
‑
酰化壳聚糖包覆表层形成复合纤维，O
‑
酰化壳聚糖提升纤维在聚乳酸中的相容性，通过纤维本体及在聚乳酸中的网状结构促使材料的力学、耐热等性能得到提升。上述方案下的聚乳酸复合材料在耐热性、力学性能上提升明显，材料可降解，更具环保型。
[0009]进一步，所述海藻复合纤维的制备方法：将海藻酸钠加入纤维素纳米晶溶液中搅拌形成混液，之后将混液喷射至含稀土改性剂的氯化钙凝固浴中凝胶化并牵引缠绕纺丝，将O
‑
酰化壳聚糖的溶液包覆在所得纺丝上，干燥、切割后得复合纤维。
[0010]本方案中将海藻酸钠与纤维素纳米晶溶液混合经搅拌形成均一混液，之后喷射至
含稀土改性剂的氯化钙凝胶化反应，牵引纺丝后，可将所得纺丝置于O
‑
酰化壳聚糖的溶液中，之后抽出干燥，将干燥后纤维切割后得到所要的复合纤维。
[0011]进一步，所述胶囊粒子的制备方法：将稀土改性剂、乳化剂置于O
‑
酰化壳聚糖的溶液中，搅拌乳化得到混合乳液，将混合乳液加入纤维素纳米晶溶液中，搅拌后加入固化剂固化，对固化形成的胶囊粒子进行分离、干燥处理。
[0012]将稀土改性剂、乳化剂预置在O
‑
酰化壳聚糖的溶液中，搅拌后得到的混合乳液加入纤维素纳米晶溶液，在固化剂作用下，O
‑
酰化壳聚糖与纤维素纳米晶形成壁材并包覆稀土改性剂形成胶囊粒，之后可以离心、抽滤、洗涤等手段分离处理，干燥后得到胶囊粒，O
‑
酰化壳聚糖有助胶囊粒在聚乳酸中分散均匀，内包芯体的方式同时有助稀土耐热改性剂在聚乳酸中的分散均匀性，以少量实现优异的耐热剂力学性能。
[0013]进一步，所述纤维素纳米晶加入水中，在水浴条件下加热溶解形成纤维素纳米晶溶液，方便溶解。
[0014]进一步，所述稀土耐热改性剂为偶联改性参与海藻复合纤维或胶囊粒子的制备，有助提高分散性。
[0015]进一步，所述稀土耐热改性剂为苯基膦酸镧或苯基膦酸铈中一种或多种，耐热效果好。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0017]1、本专利技术改进聚乳酸复合材料的组分构成及组分的加入形态，大幅提高聚乳酸的耐热性能，同步提升力学性能，且本材料可降解，更具环保型。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0019]以下制备例中各原料如下；
[0020]聚乳酸粒子(PLA)：分子量在10
‑
20万；
[0021]色母粒：聚乳酸占比46％、酚菁蓝52％、分散剂EBS 2％；
[0022]成核剂为邻苯二甲酰亚胺；
[0023]相容剂为乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物；
[0024]稀土耐热改性剂：市售苯基膦酸铈；
[0025]纤维素纳米晶(CNC)：市售硫酸酸解法制备；
[0026]海藻酸钠：市售；
[0027]氯化钙：市售；
[0028]壳聚糖：M
w
：3.0
×
103Da，脱乙酰度85％；
[0029]乳化剂：市售吐温；
[0030]固化剂：乙二醇；
[0031]O
‑
酰化壳聚糖：在冰浴条件下，将预定重量的上述壳聚糖加入5倍其质量的甲烷磺酸溶液中，搅拌2h，缓慢滴加10ml辛酰氯，继续搅拌2h，在零下25℃瞎静置48h，加入冰水解冻并抽滤，将滤饼倒入冰水中并以氨水调质pH为7.0，过滤并重复中和两次，之后以甲醇、热水洗涤滤饼得初步产物，经初步产物溶于氯仿，过滤并浓缩滤液，将甲醇加入浓缩液中得到沉淀，对沉淀过滤后所得滤饼即为O
‑
酰化壳聚糖，以红外、核磁确认为酰化的所需产物；
[0032]海藻复合纤维：将预定重量的纤维素纳米晶置于10倍其重量的水中，40
‑
70℃的水浴条件下搅拌3h后得到纤维素纳米晶溶液；
[0033]将预定重量的海藻酸钠加入纤维素纳米晶溶液中搅拌均一形成混液；
[0034]以湿法纺丝的方式将混液喷射至含预定重量稀土改性剂(以浸泡过浓度3％的硅烷570偶联剂)的氯化钙凝固浴(氯化钙的浓度3％)中凝胶化并牵引缠绕纺丝，之后将所得纺丝以去离子水清洗后浸入O
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.鞋面用有色聚乳酸复合材料，其特征在于，以质量计，包括以下组分：聚乳酸粒子84
‑
90％、成核剂0.3
‑
0.6％、相容剂0.5
‑
1.0％、海藻复合纤维2
‑
3％、胶囊粒子5
‑
10％、色母粒2
‑
3％；所述海藻复合纤维为O
‑
酰化壳聚糖、海藻酸钙、纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂制备的复合型纤维，海藻复合纤维中O
‑
酰化壳聚糖、海藻酸钙、纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂之间的质量比为:0.3
‑
0.5:4
‑
5:2
‑
3：0.1
‑
0.2；所述胶囊粒子以O
‑
酰化壳聚糖、纤维素纳米晶为壁材，以稀土耐热改性剂为芯，胶囊粒子中O
‑
酰化壳聚糖、纤维素纳米晶、稀土耐热改性剂的质量比为：1
‑
1.5:3
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：顾学锋，
申请(专利权)人：宁波马菲羊纺织科技有限公司，
类型：发明
国别省市：