本發(fā)明屬于PLA生物塑料領(lǐng)域，涉及一種高強(qiáng)度可降解聚乳酸復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

聚乳酸因其具有優(yōu)良的生物降解性、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)倍受高分子材料行業(yè)的青睞。但是自身比較脆、熱性能較差、降解速度不易控制等缺陷，限制了使用效果，因此需進(jìn)行改性處理。聚碳酸酯的韌性和耐熱性較好，將其與聚乳酸共混來(lái)提高其機(jī)械和耐熱性能，同時(shí)加入相容劑來(lái)提高兩者的相容性。玻璃纖維作為最通用的增強(qiáng)纖維因其高強(qiáng)度、高模量和高耐熱性，廣泛應(yīng)用于各種通用塑料及工程塑料的增強(qiáng)改性。

纖維增強(qiáng)PLA復(fù)合材料，尤其是玻璃纖維有80%左右應(yīng)用在各種形式的高分子材料增強(qiáng)方面。作為增強(qiáng)材料，應(yīng)用廣泛，但是由于玻璃纖維和樹(shù)脂基的相容性不好，而傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑等雖然能明顯改善玻璃纖維和數(shù)值的相容性，但其耐熱等級(jí)低，結(jié)構(gòu)上和PLA相差較大，無(wú)法明顯的起到增容的作用，所以會(huì)造成玻璃纖維增強(qiáng)利用率不足的問(wèn)題，即增強(qiáng)效果不理想。因此我們用處理過(guò)的偶聯(lián)劑得到其水解產(chǎn)物對(duì)玻璃纖維進(jìn)行改性處理，增強(qiáng)其表面活性，使玻璃纖維的增強(qiáng)利用率提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度可降解聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，用處理過(guò)的偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物與PLA/PC和相容劑的復(fù)合材料混合均勻后，與玻璃纖維共混，通過(guò)熔融擠出法，形成玻璃纖維增強(qiáng)的PLA復(fù)合材料。具體步驟如下：

1、 玻璃纖維的表面處理

將偶聯(lián)劑KH560稀釋在水中，用醋酸調(diào)節(jié)pH值為7，配成10 wt%的偶聯(lián)劑溶液。偶聯(lián)劑充分水解后，將溶液放置在真空60 ℃下干燥4 h，便得到偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物。水解后的偶聯(lián)劑與PLA、PC和E-MA-GMA料粒混合均勻。最后將混合均勻的材料與GF進(jìn)行熔融擠出共混。

2、 PLA/PC/E-MA-GMA/GF復(fù)合材料的制備

首先將PC在120 ℃下鼓風(fēng)干燥12 h，PLA真空60 ℃干燥12 h，將PLA/PC/E-MA-GMA、偶聯(lián)劑、GF分別加入第一、第二、第三失重秤，從主喂料口加入PLA/PC/E-MA-GMA，從第二側(cè)喂料口加入偶聯(lián)劑，通過(guò)失重秤精確調(diào)節(jié)各組分的含量，加工溫度在250-270 ℃之間。將擠出的料條經(jīng)傳送帶傳輸、空氣冷切、切粒即得到本發(fā)明所述的高強(qiáng)度PLA復(fù)合材料。

具體實(shí)施方式

實(shí)例1

偶聯(lián)劑KH560稀釋在水中，用醋酸調(diào)節(jié)pH值為7，配成10wt%的偶聯(lián)劑溶液。偶聯(lián)劑充分水解后，將溶液放置在真空60℃下干燥4h，得到偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物。設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)各工藝段溫度為265℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，250℃，溫度達(dá)到設(shè)定值后，先打開(kāi)第一失重秤，以20kg/h的喂料速度從主喂料口加入PLA/PC/E-MA-GMA混合物，待口模擠出PLA后，打開(kāi)第二失重秤，以10kg/h的速度加入GF，待擠出機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)喂料和第三失重秤，以0.2kg/h的速度加入偶聯(lián)劑，控制螺桿轉(zhuǎn)速在180-200rad/min之間，扭矩不超過(guò)設(shè)備負(fù)荷的80%，機(jī)頭熔體溫度不超過(guò)180℃。

拉伸強(qiáng)度（MPa）79.5、拉伸模量（MPa）1500、彎曲強(qiáng)度（MPa）119.2、彎曲模量（MPa）3230。

實(shí)施例2

偶聯(lián)劑KH560稀釋在水中，用醋酸調(diào)節(jié)pH值為7，配成10wt%的偶聯(lián)劑溶液。偶聯(lián)劑充分水解后，將溶液放置在真空60℃下干燥4h，得到偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物。設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)各工藝段溫度為265℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，250℃，溫度達(dá)到設(shè)定值后，先打開(kāi)第一失重秤，以20kg/h的喂料速度從主喂料口加入PLA/PC/E-MA-GMA混合物，待口模擠出PLA后，打開(kāi)第二失重秤，以10kg/h的速度加入GF，待擠出機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)喂料和第三失重秤，以0.3kg/h的速度加入偶聯(lián)劑，控制螺桿轉(zhuǎn)速在180-200rad/min之間，扭矩不超過(guò)設(shè)備負(fù)荷的80%，機(jī)頭熔體溫度不超過(guò)180℃。

拉伸強(qiáng)度（MPa）80.2、拉伸模量（MPa）1570、彎曲強(qiáng)度（MPa）120.9、彎曲模量（MPa）3264。

實(shí)施例3

偶聯(lián)劑KH560稀釋在水中，用醋酸調(diào)節(jié)pH值為7，配成10wt%的偶聯(lián)劑溶液。偶聯(lián)劑充分水解后，將溶液放置在真空60℃下干燥4h，得到偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物。設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)各工藝段溫度為265℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，250℃，溫度達(dá)到設(shè)定值后，先打開(kāi)第一失重秤，以20kg/h的喂料速度從主喂料口加入PLA/PC/E-MA-GMA混合物，待口模擠出PLA后，打開(kāi)第二失重秤，以10kg/h的速度加入GF，待擠出機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)喂料和第三失重秤，以0.4kg/h的速度加入偶聯(lián)劑，控制螺桿轉(zhuǎn)速在180-200rad/min之間，扭矩不超過(guò)設(shè)備負(fù)荷的80%，機(jī)頭熔體溫度不超過(guò)180℃。

拉伸強(qiáng)度（MPa）82.8、拉伸模量（MPa）1640、彎曲強(qiáng)度（MPa）123.1、彎曲模量（MPa）3322。

實(shí)施例4

偶聯(lián)劑KH560稀釋在水中，用醋酸調(diào)節(jié)pH值為7，配成10wt%的偶聯(lián)劑溶液。偶聯(lián)劑充分水解后，將溶液放置在真空60℃下干燥4h，得到偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物。設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)各工藝段溫度為265℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，250℃，溫度達(dá)到設(shè)定值后，先打開(kāi)第一失重秤，以20kg/h的喂料速度從主喂料口加入PLA/PC/E-MA-GMA混合物，待口模擠出PLA后，打開(kāi)第二失重秤，以20kg/h的速度加入GF，待擠出機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)喂料和第三失重秤，以0.4kg/h的速度加入偶聯(lián)劑，控制螺桿轉(zhuǎn)速在180-200rad/min之間，扭矩不超過(guò)設(shè)備負(fù)荷的80%，機(jī)頭熔體溫度不超過(guò)180℃。

拉伸強(qiáng)度（MPa）102.2、拉伸模量（MPa）2045、彎曲強(qiáng)度（MPa）138.1、彎曲模量（MPa）4830。

實(shí)施例5

偶聯(lián)劑KH560稀釋在水中，用醋酸調(diào)節(jié)pH值為7，配成10wt%的偶聯(lián)劑溶液。偶聯(lián)劑充分水解后，將溶液放置在真空60℃下干燥4h，得到偶聯(lián)劑的水解產(chǎn)物。設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)各工藝段溫度為265℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，270℃，250℃，溫度達(dá)到設(shè)定值后，先打開(kāi)第一失重秤，以20kg/h的喂料速度從主喂料口加入PLA/PC/E-MA-GMA混合物，待口模擠出PLA后，打開(kāi)第二失重秤，以25kg/h的速度加入GF，待擠出機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)后，打開(kāi)側(cè)喂料和第三失重秤，以0.4kg/h的速度加入偶聯(lián)劑，控制螺桿轉(zhuǎn)速在180-200rad/min之間，扭矩不超過(guò)設(shè)備負(fù)荷的80%，機(jī)頭熔體溫度不超過(guò)180℃。

拉伸強(qiáng)度（MPa）113.9、拉伸模量（MPa）2180、彎曲強(qiáng)度（MPa）150.9、彎曲模量（MPa）5584。