【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，具体涉及一种生物可降解pla复合材料。
技术介绍
1、随着塑料制品的广泛使用，它在给人们生产生活带来便利的同时，也造成了石油资源的大量消耗和对生态环境的严峻考验。辟如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等塑料都很难自然分解，常见的处理废弃塑料的方法是通过物理或化学方法将废弃塑料回收加工转化为具有经济价值的产品，但是处理成本往往很高且效果不理想。开发和应用易降解绿色环保材料替代传统石化基惰性塑料有望从根本上解决上述问题。中国专利cn103254596a公开了一种pla/ppc生物降解复合材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料制备而成：60-75％聚乳酸、5-20％二氧化碳与环氧丙烷共聚物、5-10％改性淀粉、5-15％乙烯-醋酸乙烯共聚物、1-5％乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚乳酸接枝共聚物、1-5％的植物油多元醇，该专利技术制备的生物降解复合材料化学稳定性良好，易于加工，且该材料使用后可生物降解，具备良好的经济效益和应用前景，但是该复合材料的综合力学性能仍需要进一步提高。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种生物可降解pla复合材料。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种生物可降解pla复合材料，包括以下重量份原料：
4、50-70重量份聚乳酸、20-40重量份聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、10-20重量份填料、1-3重量份相容剂、2-5重量份增塑剂。
5、所述相容剂为马来酸酐、马来酸酐接枝聚
6、所述增塑剂为乙二醇、柠檬酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、甘油中的任意一种。
7、所述填料为纤维素纳米晶、溴化纤维素纳米晶、改性纤维素纳米晶中的任意一种。
8、聚乳酸是一种可生物降解且具有生物相容性的商品化的聚合物，源自玉米淀粉和甘蔗等可再生自然资源，作为一种热塑性塑料，本身具有机械强度大、环境友好、易于加工和价格优势等优点，但是其自身的脆性、结晶动力学低、耐热性差和低冲击韧性限制了其进一步应用。为了解决上述问题，添加具有优异延展性和韧性的生物基热塑性聚合物-聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯，以弥补聚乳酸的内在缺陷，但是聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的掺入可能会极大地牺牲共混物的机械性能。为了平衡共混物的性能以及提高共混物的降解性能，通常采用具有降解性能的纳米填料来作为增强材料，可有效增强聚乳酸的晶体成核和促进结晶，很大程度上提高塑料的机械性能，同时改善降解性能。
9、纤维素纳米晶是通过天然纤维素或微晶纤维素中提取出来的一维纳米材料，具有密度低、纵横比高、比表面积大、强度高、完全生物降解和良好的生物相容性等优异性能，成为传统无机纳米粒子增强材料的绝佳替代品。由于纤维素纳米晶表面存在丰富的羟基，易聚集成高度有序结构，导致其具有较高的极性，与大多数有机介质相容性差，极易在聚合物基质中发生自团聚，削弱了界面相互作用，影响塑料的机械性能。因此，通过对纤维素纳米晶进行表面改性，以实现纤维素纳米晶在聚合物基质中的分散性，从而提高塑料的机械性能和降解性能。
10、所述溴化纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
11、将1-3重量份纤维素纳米晶加入40-60重量份n,n-二甲基甲酰胺中，在冰水浴中超声分散20-40min，其中超声功率为250-400w，超声频率为20-40khz，然后加入5-6重量份三乙胺继续超声10-30min，得到混合液，接着将4-6重量份α-溴异丁酰溴加入上述混合液中，在室温、氮气气氛条件下以600-1000rpm的转速搅拌反应18-30h，结束后离心、洗涤、干燥，得到溴化纤维素纳米晶。
12、所述改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
13、s1、将1-3重量份纤维素纳米晶加入40-60重量份n,n-二甲基甲酰胺中，在冰水浴中超声分散20-40min，其中超声功率为250-400w，超声频率为20-40khz，然后加入5-6重量份三乙胺继续超声10-30min，得到混合液，接着将4-6重量份α-溴异丁酰溴加入上述混合液中，在室温、氮气气氛条件下以600-1000rpm的转速搅拌反应18-30h，结束后离心、洗涤、干燥，得到溴化纤维素纳米晶；
14、s2、将0.5-1.5重量份步骤s1得到的溴化纤维素纳米晶加入40-60重量份n,n-二甲基甲酰胺中，在冰水浴中超声分散20-40min，其中超声功率为250-400w，超声频率为20-40khz，然后加入1-2重量份助剂和5-6重量份单体，在室温、氮气气氛下加入0.4-0.8重量份催化剂，随后将温度加热至35-45℃，在氮气保护下以800-1200rpm的转速搅拌反应3-5h，结束后离心、洗涤、干燥，得到改性纤维素纳米晶。
15、与纤维素纳米晶相比，溴化纤维素纳米晶性能有效改善，可能是由于纤维素纳米晶的亲水性，导致其与聚合物基质之间的界面附着力变差，难以分散在聚合物基质中。而进一步改性后的纤维素纳米晶，其表面接枝了大分子聚合物，可能与聚乳酸链具有更强的吸引力，而且其含有大量的疏水基团导致表面疏水性大大增加，显著提高了改性纤维素纳米晶与聚合物基质之间的界面粘附力，有利于塑料机械性能的提升。
16、进一步地，所述改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
17、s1、将2-5重量份纤维素纳米晶加入180-220重量份40-60wt％乙醇水溶液中，在室温下以500-800rpm的转速搅拌2-5h，然后加入5-7重量份硅烷偶联剂，继续搅拌15-30min，随后将温度升至70-90℃，继续搅拌反应3-4h，结束后离心、洗涤、干燥，得到氨基化纤维素纳米晶；
18、s2、将1-3重量份步骤s1得到的氨基化纤维素纳米晶加入40-60重量份n,n-二甲基甲酰胺中，在冰水浴中超声分散20-40min，其中超声功率为250-400w，超声频率为20-40khz，然后加入5-6重量份三乙胺继续超声10-30min，得到混合液，接着将4-6重量份α-溴异丁酰溴加入上述混合液中，在室温、氮气气氛条件下以600-1000rpm的转速搅拌反应18-30h，结束后离心、洗涤、干燥，得到溴化纤维素纳米晶；
19、s3、将0.5-1.5重量份步骤s2得到的溴化纤维素纳米晶加入40-60重量份n,n-二甲基甲酰胺中，在冰水浴中超声分散20-40min，其中超声功率为250-400w，超声频率为20-40khz，然后加入1-2重量份助剂和5-6重量份单体，在室温、氮气气氛下加入0.4-0.8重量份催化剂，随后将温度加热至35-45℃，在氮气保护下以800-1200rpm的转速搅拌反应3-5h，结束后离心、洗涤、干燥，得到改性纤维素纳米晶。
20、纤维素纳米晶表面含有较多的羟基，可进行酰基化反应，但是由于其表面羟基间的密度大，空间位阻的影响可能导致酰基化接枝溴基团的密度大大降低，因此，本专利技术先通过硅烷化反应在原始纤维素纳米晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物可降解PLA复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
2.如权利要求1所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述溴化纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种。
7.如权利要求4或5所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸苄基酯。
8.如权利要求1所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯-丙烯多
9.如权利要求1所述的生物可降解PLA复合材料，其特征在于，所述增塑剂为乙二醇、柠檬酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、甘油中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种生物可降解pla复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
2.如权利要求1所述的生物可降解pla复合材料，其特征在于，所述抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的生物可降解pla复合材料，其特征在于，所述溴化纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的生物可降解pla复合材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的生物可降解pla复合材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的生物可降...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡长昕，饶君豪，
申请(专利权)人：广东宇豪新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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