本发明专利技术公开的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品是先将右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到无机纤维表面，然后通过熔融混合使其与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基体分子链在界面区的立构复合来获得了结晶度为45.5-48.7％，无机纤维的含量为0.2-5.0wt％，拉伸强度为49.3-55.8MPa，耐热温度为138.4-150.2℃的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品。由于本发明专利技术方法利用了聚乳酸具有手性分子的特性，使接枝于无机纤维表面的右旋聚乳酸或左旋聚乳酸，与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基体在界面区形成的立构复合晶体来同步实现界面增强以及对基体的高效成核作用，因而该方法不仅构思巧妙，且也为开发高耐热高强度的聚乳酸复合材料或制品寻求到了一种有效而简单的途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于属于高分子复合材料及其制备
，具体设及一种高耐热高强度 的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品及其制备方法。
技术介绍
自20世纪W来，高分子材料W其质轻、价廉、柔初性好等优异特性，在国民经济各 部口和人们生活的各个方面均得到了广泛应用，然而W石油为合成原料的高分子材料在被 大量生产和消费的同时也带来了两大严重问题；有限的石油资源被大量消耗和大量难W降 解的废弃高分子材料（如塑料）所带来的环境污染。因此，W可再生资源为原料、可生物降 解高分子材料的开发成为近年来的研究与应用发展热点。 聚乳酸（PLA)是一种生物基的可降解绿色塑料，它可由玉米淀粉为合成原料来制 备，具有生物相容性好、透明度高、易于加工成型等优点，被认为是本世纪最具发展前景的 一种可生物降解高分子材料。然而，与聚苯己締等传统工程塑料相比，聚乳酸的力学强度 和刚度还不够高；此外，作为一种结晶聚合物，聚乳酸的结晶速度非常慢，采用注射成型等 普通加工方法制得的制品常呈非晶态，导致制品的耐热性受制于其低的玻璃化转变温度 巧5-60°C)，其热变形温度通常只有50-55°C左右，耐热性很差。该些都极大地限制了聚乳 酸作为通用塑料和工程塑料替代传统石油基高分子材料在汽车工业、电子电器等对力学强 度和耐热性要求较高场合的广泛应用。 利用碳纳米管（ProgressinPolymerScience, 2010, 35 (3) ;357-401)、碳纤维 (AdvancedMaterialsResearch，2014,910 ;153-156)、氧化锋晶须（邢惠红，聚乳酸 / 四 针状氧化锋晶须复合材料的制备与性能研究巧]，中北大学，2011)等具有高长径比的无机 纤维作为增强剂来填充聚乳酸是改善聚乳酸力学强度和刚度的一种重要途径和方法。然 而，由于无机纤维与聚乳酸通常不相容，使得在复合材料中聚乳酸基体与无机纤维间的界 面相互作用很弱，界面应力传递效率低，外加载荷难W从基体高效传递到无机纤维上，使 无机纤维对基体的增强作用得不到充分发挥。在进一步研究中，有人巧uropeanPolymer Journal, 2007,43巧）；1729-1735)将聚乳酸分子链接枝到无机纤维表面上来改善界面之 间的相互作用，该种改性方式虽然有一定效果，但由于接枝分子链与基体分子链间的物理 缠结作用较弱，界面强度并未得到根本性的改善，因而改性后的无机纤维对聚乳酸的增强 效果并不显著。与此同时，在复合材料中，无机纤维虽然对聚乳酸基体结晶具有一定的诱导 成核作用，但由于成核效率很低，无法作为高效成核剂而显著加快基体的结晶速率，从而使 所得制品仍然基本呈非晶态，其耐热性难W得到明显的改善。当然添加高效成核剂是加快 聚乳酸基体结晶速率、改善制品耐热性的一种有效途径。但现有的聚乳酸高效成核剂（如 酷胺类化合物等）通常是一些小分子物质，本身并不具备力学强度，故无法同时作为增强 剂来有效增强聚乳酸。因此，要开发高耐热高强度的聚乳酸复合材料，急需寻求一种有效 而简单的途径W求在实现无机纤维高效增强聚乳酸的同时，大幅提高聚乳酸基体的结晶速 率。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，首先提供一种高耐热高强度的聚乳酸 /无机纤维复合材料或制品的制备方法。 本专利技术的另一目的是提供一种上述方法制备的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤 维复合材料或制品。 本专利技术提供的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品的制备方法，其 特征在于该方法是先将右旋聚乳酸（PDLA)或左旋聚乳酸（PLLA)接枝到无机纤维表面，然 后通过烙融混合实现无机纤维表面接枝的右旋聚乳酸分子链或左旋聚乳酸分子链与左旋 聚乳酸或右旋聚乳酸基体分子链在界面区的立构复合，利用界面区原位形成的立构复合 (SC)晶体同步实现界面增强W及对基体的高效成核作用，进而获得具有高耐热高强度的聚 乳酸/无机纤维复合材料或制品。[000引本专利技术提供的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品的制备方法，其 特征在于该方法的具体工艺步骤和条件如下： 1)通过现有的接枝改性方法将右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到无机纤维的表 面； 2)将右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝改性的无机纤维与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸 基体完全溶解于溶剂中，待揽拌混合均匀后，用沉淀剂进行共沉淀制得母料，母料中无机纤 维的含量为5. 0-30.Owt% ; 3)将所得母料与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基体按所得复合材料中的无机纤维含 量为0. 2-5.Owt%预混均匀，并于160-220°C下烙融混合后造粒或再加工成型，即制得高耐 热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品。 W上方法中，所用无机纤维为碳纳米管、碳纤维或氧化锋晶须中的任一种。 W上方法中，所用接枝改性方法为原位聚合接枝法（参见Macromolecular Chemistryand化ysics，2007, 208(4) ;389-398)或化学偶联接枝法（参见J.Wiys.Chem. B，2005,109 ;22237-22243)。 W上方法中，用于原位聚合接枝法的原料D-丙交醋或心丙交醋单体的光学 纯度应>98%，并W无机纤维表面的哲基为引发剂，催化剂优选辛酸亚锡，溶剂优选甲 苯，反应气氛优选氮气或氣气；用于化学偶联接枝法的PDLA或化LA的重均分子量应 > 5Xl〇3g?mol、光学纯度> 98%。 W上方法中，所用化LA或PDLA基体的重均分子量> 5X104g.mol、光学纯度 >95%。 W上方法中，所用溶剂优选二氯甲烧或氯仿；所用沉淀剂优选无水己醇、无水甲 醇、正己烧或丙酬中的任一种。 W上方法中，所述烙融混合和成型加工温度优选170-210°C。 W上方法中，所得复合材料或制品中的无机纤维含量优选1. 0-5.Owt%。 本专利技术提供的上述方法制备的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或 制品，其特征在于该复合材料或制品在聚乳酸与无机纤维界面处含有原位复合形成的 立构复合晶体，结晶度为45. 5-48. 7 %，无机纤维的含量为0. 2-5.Owt%，拉伸强度为 49. 3-55. 8MPa，耐热温度为 138. 4-150. 2°C。 当上述方法制备的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品中无机纤 维的含量为1. 0-5.Owt%时，其结晶度为46. 6-48. 7%，拉伸强度为49. 3-55. 8MPa，耐热温 度为 142. 6-150. 2°C。 本专利技术与现有技术相比，具有W下优点： 1、由于本专利技术提供的制备方法是利用聚乳酸具有手性分子的特性，先将右旋聚乳 酸或左旋聚乳酸接枝到无机纤维表面，然后通过与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基体分子链在 界面区的立构复合所形成的立构复合（SC)晶体来同步实现界面增强W及对基体的高效成 核作用，因而该方法不仅构思巧妙，且也为开发高耐热高强度的聚乳酸复合材料或制品寻 求到了一种有效而简单的途径。 2、由于本专利技术提供的高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品是在烙 融混合过程中，使无机纤维表面所接枝的右旋聚乳酸（PDLA)分子链或左旋聚乳酸（PLLA) 可W与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基体分子链在界面处原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法是先将右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到无机纤维表面，然后通过熔融混合实现无机纤维表面接枝的右旋聚乳酸分子链或左旋聚乳酸分子链与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基体分子链在界面区的立构复合，利用界面区原位形成的立构复合晶体同步实现界面增强以及对基体的高效成核作用，进而获得具有高耐热高强度的聚乳酸/无机纤维复合材料或制品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：白红伟，傅强，刘慧丽，张琴，陈枫，王珂，邓华，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。