【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可生物降解材料，具体地，涉及一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着人们环境意识的提高，生物可降解高分子材料越来越引起人们的重视。生物可降解高分子材料是在有氧及无氧条件下，聚合物在微生物及动植物体的作用下，其物理、化学性能发生下降及形成二氧化碳、水、甲烷及其它一些小分子量化合物的聚合物。 聚乳酸是生物可降解材料中的一种，自身具有较好的机械性能和可加工性，但聚乳酸的缺点也较为突出，其耐热性差，韧性不足，容易后结晶变脆，这些缺点限制了聚乳酸材料的应用。聚羟基脂肪酸酯是由很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等优秀性能。
2、聚乳酸具有断裂伸长率较低，韧性较差，材料较脆易折断等缺点，通过与聚羟基脂肪酸酯共混后，不仅可以改善聚羟基脂肪酸酯自身的性能，还可以提高聚乳酸的力学性能，但通常需要添加大量的聚羟基脂肪酸酯，这会增加材料的生产成本，且聚羟基脂肪酸酯与聚乳酸之间的相容性也不是很好，通过简单共混会导致产物力学性能的降低，因此在实际应用中受到限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料及其制备方法，通过三元阻燃剂与木质素结合，得到复合材料，由六氯环三磷腈和氨基硅烷组成的三元阻燃剂包含氮、磷和硅元素，具有较好的阻燃效果，可以提高聚乳酸的阻燃性能，
2、本专利技术要解决的技术问题：聚乳酸具有断裂伸长率较低，韧性较差，材料较脆易折断等缺点，通过与聚羟基脂肪酸酯共混后，不仅可以改善聚羟基脂肪酸酯自身的性能，还可以提高聚乳酸的力学性能，但通常需要添加大量的聚羟基脂肪酸酯，这会增加材料的生产成本，且聚羟基脂肪酸酯与聚乳酸之间的相容性也不是很好，通过简单共混会导致产物力学性能的降低，因此在实际应用中受到限制。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
5、s1：通过三元阻燃剂与木质素结合，得到复合材料；
6、s2：将复合材料与植物油结合，得到增强改性剂；
7、s3：将聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、增强改性剂、抗氧剂和润滑剂进行共混，加入到双螺杆挤出机中，熔融共混后挤出，经水冷切粒，干燥，得到聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料。
8、进一步地，步骤s1中，所述复合材料包括以下步骤制得:
9、a1：将六氯环三磷腈溶解，得到反应液a，将氨基硅烷和naoh溶解在去离子水中，得到反应液b，将反应液b第一次加入反应液a中，并在0-5℃下反应2-4h，将反应体系温度升至45-55℃，再将反应液b第二次加入反应液a中，继续反应2-4h后，再将反应液b第三次加入反应液a中，然后将混合物在80-90℃下保存10-12h，冷却至室温，最后进行洗涤，减压干燥，得到三元阻燃剂，其中，反应液a和总的反应液b的质量比为208-229：306-372；
10、a2：将三元阻燃剂溶于乙醇水溶液（乙醇与水的体积比为1：9）中，并在65-75℃下搅拌3-5h，得到组分a，将木质素溶于二甲基亚砜中，并在室温下搅拌1-3h，得到组分b，将组分a加入到组分b中，并搅拌22-24h，将混合物用去离子水洗涤，再过滤析出木质素，然后在55-65℃下干燥，得到复合材料，其中，三元阻燃剂、乙醇水溶液、木质素和二甲基亚砜的质量比为1.5-2.5：16-20：9.5-10.5：100-120。
11、上述反应过程中，六氯环三磷腈中具有氯原子，氨基硅烷上具有氨基基团，氨基硅烷上的氨基可以与六氯环三磷腈中的氯原子结合，将氨基硅烷接枝在六氯环三磷腈上，得到三元阻燃剂，氨基硅烷经水解后具有硅羟基，木质素中具有大量羟基基团，木质素上的羟基可以与氨基硅烷上的硅羟基结合，将木质素与氨基硅烷结合在一起，最后得到复合材料。
12、进一步地，所述氨基硅烷为kh550。
13、进一步地，步骤s2中，所述增强改性剂包括以下步骤制得:
14、将氯化钙加入到二甲基亚砜中，并搅拌8-12min直至完全溶解，然后加入复合材料，并搅拌15-25min，再加入植物油和过氧化氢溶液，继续搅拌3-7min后，将体系温度升高至45-55℃，加入4-甲氧基苯酚终止反应，反应完成后，将所得溶液加入到稀盐酸溶液中，将沉淀物过滤，用去离子水洗涤，并在55-65℃下真空干燥24h，得到增强改性剂，其中，氯化钙、二甲基亚砜、复合材料、植物油、过氧化氢溶液、4-甲氧基苯酚和稀盐酸溶液的质量比为0.5-1.5：15-25：0.5-1.5：7.5-8.5：1-2：0.01-0.03：20-30。
15、上述反应过程中，复合材料中具有木质素，在含有氯化钙与过氧化氢的引发体系中，可以发生协同反应形成过氧化物-氯离子络合物，能够从木质素中提取氢以形成木质素大分子自由基，木质素中高浓度的苄基位点使它们更容易被氢提取，从而支持活性接枝位点，另外，形成的羟基自由基可以与氯快速反应形成氯原子，没有发生均聚反应，所形成的氯原子还可以从木质素中提取氢以形成木质素大分子自由基，木质素大分子自由基可以引发植物油中的碳碳双键发生聚合反应，将植物油接枝到复合材料上，最后得到增强改性剂。
16、进一步地，所述植物油为蓖麻油或橄榄油。
17、进一步地，步骤s3中，所述聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料包括以下步骤制得：
18、将聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、增强改性剂、抗氧剂和润滑剂混合，在30-40rpm的转速下搅拌30-40min并混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，熔融温度为180-190℃，螺杆转速为200-450r/min，经水冷切粒，然后干燥，得到聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯可降解复合材料，其中，聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、增强改性剂、抗氧剂和润滑剂的质量比为60-80：20-30：10-15：0.1-1：0.1-1。
19、进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。...
【技术保护点】
1.一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1具体为:
3.根据权利要求2所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A1中，反应液A和总的反应液B的质量比为208-229：306-372；步骤A2中，三元阻燃剂、乙醇水溶液、木质素和二甲基亚砜的质量比为1.5-2.5：16-20：9.5-10.5：100-120。
4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2具体为：
5.根据权利要求4所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，氯化钙、二甲基亚砜、复合材料、植物油、过氧化氢溶液、4-甲氧基苯酚和稀盐酸溶液的质量比为0.5-1.5：15-25：0.5-1.5：7.5-8.5：1-2：0.01-0.03：20-30。
6.根据权利要求4所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解
7.根据权利要求1所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3具体为：
8.根据权利要求7所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、增强改性剂、抗氧剂和润滑剂的质量比为60-80：20-30：10-15：0.1-1：0.1-1。
9.根据权利要求7所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1具体为:
3.根据权利要求2所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a1中，反应液a和总的反应液b的质量比为208-229：306-372；步骤a2中，三元阻燃剂、乙醇水溶液、木质素和二甲基亚砜的质量比为1.5-2.5：16-20：9.5-10.5：100-120。
4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2具体为：
5.根据权利要求4所述的一种聚乳酸-聚羟基脂肪酸酯基可降解复合材料的制备方法，其特征在于，氯化钙、二甲基亚砜、复合材料、植物油、过氧化氢溶液、4-甲氧基苯酚和稀盐酸溶液的质量比为0.5-1.5：1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小威，宁恒斌，梁磊，
申请(专利权)人：台州黄岩泽钰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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