一种聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料及制法，含有聚乳酸，聚丁二酸丁二醇酯，以及聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯两种组分总重量1-10wt%的竹粉。在聚乳酸等与竹粉的混合物中混入偶联剂，再经挤出机或密炼机熔融共混得到该复合材料。该复合材料中引入竹粉不仅能够避免聚乳酸成型加工性能差的缺陷，降低成本，而且对自然界大量竹子资源回收利用，环保。该复合材料可用于玩具、包装、电子产品等行业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种竹粉改性聚乳酸复合材料，特别涉及到聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料，以及该复合材料的制备方法。
技术介绍
目前通用材料主要集中在聚乙烯、聚丙烯方面，其应用需要消耗大量石油资源，其 “白色”垃圾问题与日俱增，造成了不可忽视的能源危机和环境污染。开发潜在新型包装材料成为学术与工业界研究热点。近年来，随着陶氏化学首先开发出工业化聚乳酸以来，聚乳酸(PLA)，作为以(玉米、马铃薯等)可再生的植物资源为原料经化学合成制备的生物降解高分子，属于一种热塑性脂肪族聚酯，玻璃化转变温度和熔点分别为60°C和175°C左右，在室温是一种处于玻璃态的硬质高分子。同普通高分子一样，PLA可进行挤出、流延制膜、吹膜、 注塑、吹瓶、纤维等成型加工。经过热成型、纺丝等二次加工后得到的产品可以广泛应用在服装、纺织、无纺布、包装、农业、林业、土木建筑、医疗卫生用品、日常生活用品等领域。PLA 具有良好的可堆肥性、生物降解性、降解产生的二氧化碳和水可以返回自然界，重新加入到植物的光合作用过程中，有助于维持碳循环的平衡，综合性能能够满足可持续发展的要求。 由于纯PLA存在冲击性能较差、加工性能有待提高及成本较高等缺点，使其应用受到很大限制。改善PLA的韧性、提高其加工性能是近年来国内外学者研究的热门领域，目前常用的方法主要是自增强，或与其他材料(如矿物、碳纤维、天然纤维等)复合制备新材料。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料，既可以通过石油化工产品满足需求，也可通过纤维素、奶业副产物、葡萄糖、果糖、乳糖等自然界可再生农作物产物经生物发酵生产，高分子量的PBS具有优异的综合性能。力学性能接近聚丙烯(iPP) 和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ塑料耐热性能好，热变形温度接近100°C，PBS只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定。 凭借优异的综合性能，PBS迅速成为可广泛推广使用的通用型完全生物降解材料之一。其本身具有良好的性价比，开发节能环保高性能生物降解复合材料具有重大应用价值。是常用生物降解聚合物。MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)是高分子材料中常用的改性剂，LDI (赖氨酸二异氰酸酯)是生物相容性的偶联剂，可作为医疗产品生产用途的偶联剂，可用于人体植入材料生产。为了提高聚丁二酸丁二醇酯与基体的相容性。通常需要两组份添加其它助剂，处理的方法主要加入增塑剂、偶联剂、三官能团有机改性剂等。通过对偶联剂偶联处理，可显著提高聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的界面结合性、耐水性、力学性能、结晶性能等。关于此类偶联剂与聚丁二酸丁二醇酯、竹粉改性聚乳酸的研究未见相关报道。竹粉通过自然界中竹子生产的，是可再生的资源，是世界上最有用途的植物，生长周期非常短，开发可再生资源的竹粉复合材料具有显著经济与社会效益，加之聚乳酸成本较高，竹粉引入可降低成本。因此开发此类竹粉改性聚乳酸可生物降解、低成本复合材料具有显著社会意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高拉伸率、综合拉伸强度以及刚性平衡的高性能聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料。本专利技术的另一个目的是提供聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料的制备方法，在聚乳酸等聚合物与竹粉的混合物中混入偶联剂，经挤出机或密炼机熔融共混，让聚丁二酸丁二醇酯、竹粉在偶联剂作用下均勻分散于聚乳酸基体得到该复合材料。本专利技术聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料含有聚乳酸(PLA)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，偶联剂，以及占聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯两种组分总重量l_10wt%的竹粉。其中，所述聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的重量比为6-8 2-4 ；所述偶联剂含量为聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯两种组分总重量的3-5wt%，所述偶联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或赖氨酸二异氰酸酯(LDI)。所述竹粉是50-1000目竹粉。上述聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料的制备方法，包括以下步骤①、将烘干的竹叶送入粉碎机中粉碎成粉，过100-1000目筛子得到竹粉，然后置于65-80度烘箱中烘干；及②、取聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯合计100重量份，与1-10重量份的烘干的竹粉送入搅拌机中以30-80rpm转速搅拌预混合得到三组分混合物；其中，聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的重量比为6-8 2-4 ；然后加入3-5重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或赖氨酸二异氰酸酯(LDI)到三组分混合物中，在搅拌机中以30-50rpm充分搅拌混合，再用双螺杆挤出机或密炼机熔融共混得该复合材料。步骤①中对竹粉烘干之前，先将竹粉放入浓度10wt%的氢氧化钠溶液中浸泡1-4小时，再用蒸馏水浸泡去除氢氧化钠，然后烘干。步骤②中预混合前，可以对所述聚乳酸，聚丁二酸丁二醇酯，以及二苯基甲烷二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯于60-80°C温度下进行烘干处理。当采用双螺杆挤出机加工时，于140-200°C温度范围、以20-80rpm对物料熔融共混，然后挤出铸带，造粒成型。当采用密炼机加工时，在140-190°C温度下、以20-80rpm对物料熔融共混10-15分钟。本专利技术通过双螺杆挤出机或密炼机将聚乳酸与聚丁二酸丁二醇酯、竹粉共混，在偶联剂作用下使聚丁二酸丁二醇酯能与聚乳酸基体、竹粉纤维素分子链结合优异，所得的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料的模量比纯聚乳酸有所降低，小量竹粉引入对断裂伸长率有些影响，拉伸强度变化不大。本专利技术的复合材料可用于玩具、包装、电子产品、塑料包装等行业。本专利技术对自然界大量竹粉资源回收利用，环保，使复合材料成本降低。附图说明图1为本专利技术方法制得的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/竹粉复合材料的系列试样的断裂伸长率随竹粉含量的变化图，其同实施例13、14一样，采用70份聚乳酸、30份聚丁二酸丁二醇酯和5份MDI ；图2为本专利技术图1涉及的复合材料的系列试样的拉伸强度随竹粉含量的变化图； 图3为本专利技术图1涉及的复合材料的系列试样的拉伸模量随竹粉含量的变化图。具体实施例方式以下结合实施例详细描述。各实施例采用的聚乳酸(PLA)，聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)，以及偶联剂MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)和LDI (赖氨酸二异氰酸酯)等均为市售产品。在以下实施例中聚乳酸为PLA (1201)，深圳易生公司生产。聚丁二酸丁二醇酯由安徽和兴化工有限责任公司提供原料。竹粉粉末为天然竹叶经过粉碎处理得到。实施例中的组分均以重量份计。竹粉的制备竹粉来自于天然竹子，将竹竿烘干，送入粉碎机中粉碎成粉，过 100-1000目筛子得到50-1000目的竹粉；然后将竹粉置于65-80度烘箱中烘干。在过1000目筛子得到50-1000目的竹粉后，也可将竹粉放入浓度10wt%的氢氧化钠溶液中浸泡1-4小时，去除胶质、蛋白质等，再用蒸馏水浸泡去除氢氧化钠，然后烘干，得到所需竹粉。实施例1将聚乳酸、PBS与竹粉于70°C烘干三个小时。取70份聚乳酸、30份PBS和5份竹粉送入搅拌机中以50rpm转速搅拌预混合得到三组分混合物；加入3份的LDI到三组分混合物中，在搅拌机中以30-50rpm转速充分搅拌混合，将混合物用双螺杆挤出机在140-190°C温度下、以SOrpm转速进行熔融共本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐国翌，李良钊，宋国林，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：
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