無機纖維含量為 4. Owt%先預(yù)混均勻,然后加入到哈克微型擠出機中于200°C下烙融混合造粒,制備得到無 機纖維含量為4.Owt%的聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料。
[0062] 對比例1
[006引 1)將哲基化碳納米管與重均分子量為5X104g?mol、光學(xué)純度為98%的化LA基 體完全溶解于氯仿中,待攬拌混合均勻后,用無水甲醇進行共沉淀制得母料,并于60°C真空 干燥2化備用,母料中無機纖維的含量為5.Owt% ;
[0064] 2)將所得母料與經(jīng)真空干燥的化LA基體按所得復(fù)合材料中的無機纖維含量為 0. 2wt%先預(yù)混均勻,然后加入到哈克微型擠出機中于170°C下烙融混合造粒制得聚乳酸/ 碳納米管復(fù)合材料;利用模壓機,繼續(xù)在190°C下將復(fù)合材料加工成制品。
[0065] 對比例2
[0066] 1)將哲基化碳納米管與重均分子量為5X104g?mol、光學(xué)純度為98%的PDLA基 體完全溶解于氯仿中,待攬拌混合均勻后,用無水甲醇進行共沉淀制得母料,并于6(TC真空 干燥2化備用,母料中無機纖維的含量為5.Owt% ;
[0067] 2)將所得母料與經(jīng)真空干燥的PDLA基體按所得復(fù)合材料中的無機纖維含量為 0. 2wt%先預(yù)混均勻,然后加入到哈克微型擠出機中于170°C下烙融混合造粒制得聚乳酸/ 碳納米管復(fù)合材料;利用模壓機,繼續(xù)在190°C下將復(fù)合材料加工成制品。
[0068] 對比例3
[0069] 1)通過原位聚合接枝法在哲基化碳納米管的表面原位接枝重均分子量為 5X103g?mol、光學(xué)純度為99. 5%的化LA,單體為k丙交醋,其余條件同實施例1 ;
[0070] 2)將化LA接枝改性的無機纖維與重均分子量為5X104g?mol、光學(xué)純度為98% 的化LA基體完全溶解于氯仿中,待攬拌混合均勻后,用無水甲醇進行共沉淀制得母料,并 于60°C真空干燥2化備用,母料中無機纖維的含量為5.Owt%;
[0071] 3)將所得母料與經(jīng)真空干燥的PDLA基體按所得復(fù)合材料中的無機纖維含量為 0. 2wt%先預(yù)混均勻,然后加入到哈克微型擠出機中于170°C下烙融混合造粒制得聚乳酸/ 碳納米管復(fù)合材料;利用模壓機,繼續(xù)在190°C下將復(fù)合材料加工成制品。
[007引對比例4
[007引 1)將氧化鋒晶須與重均分子量為2.IX105g?mol、光學(xué)純度為98. 5%的化LA基 體完全溶解于氯仿中,待攬拌混合均勻后,用正己燒進行共沉淀制得母料,并于6(TC真空干 燥2化備用,母料中無機纖維的含量為15.Owt% ;
[0074] 2)將所得母料與經(jīng)真空干燥的化LA基體按所得復(fù)合材料中的無機纖維含量為 5. Owt%先預(yù)混均勻,然后加入到哈克微型擠出機中于220°C下烙融混合造粒制得聚乳酸/ 氧化鋒晶須復(fù)合材料;利用模壓機,繼續(xù)在210°C下將復(fù)合材料加工成制品。
[0075] 對比例5
[0076] 1)將哲基化碳纖維與重均分子量為2.IX105g?mol、光學(xué)純度為98. 5%的化LA 基體完全溶解于二氯甲燒中,待攬拌混合均勻后,用丙酬進行共沉淀制得母料,并于60°C真 空干燥2化備用,母料中無機纖維的含量為30.Owt%;
[0077] 2)將所得母料與經(jīng)真空干燥的化LA基體按所得復(fù)合材料中的無機纖維含量為 1.Owt%先預(yù)混均勻,然后加入到哈克微型擠出機中于210°C下烙融混合造粒制得聚乳酸/ 碳纖維復(fù)合材料;利用模壓機,繼續(xù)在220°C下將復(fù)合材料加工成制品。
[007引為了考察所得聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的相關(guān)性能,本發(fā)明用廣角X射 線衍射(WAXD)表征了實施例1~8W及對比例1~5所得復(fù)合材料界面結(jié)晶的晶體類型, 結(jié)果見圖1 ;用差示掃描量熱儀值SC)評價了本發(fā)明實施例1和5同對比例1和5所得復(fù) 合材料的基體結(jié)晶速率,結(jié)果見圖2 ;對實施例1~8和對比例1~5所得材料或制品進行 了拉伸性能、結(jié)晶度測定和動態(tài)力學(xué)性能分析(DMA)測試,結(jié)果見下表。
[007引表
[0080]
【主權(quán)項】
1. 一種高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制備方法,其特征在于該 方法是先將右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到無機纖維表面,然后通過熔融混合實現(xiàn)無機纖 維表面接枝的右旋聚乳酸分子鏈或左旋聚乳酸分子鏈與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體分 子鏈在界面區(qū)的立構(gòu)復(fù)合,利用界面區(qū)原位形成的立構(gòu)復(fù)合晶體同步實現(xiàn)界面增強以及對 基體的高效成核作用,進而獲得具有高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制備方 法,其特征在于該方法的具體工藝步驟和條件如下: 1) 通過現(xiàn)有的接枝改性方法將右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到無機纖維的表面; 2) 將右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝改性的無機纖維與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體 完全溶解于溶劑中,待攪拌混合均勻后,用沉淀劑進行共沉淀制得母料,母料中無機纖維的 含量為 5. 0-30.Owt% ; 3) 將所得母料與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體按所得復(fù)合材料中的無機纖維含量為 0. 2-5.Owt%預(yù)混均勻,并于160-220°C下熔融混合后造粒或再加工成型,制得高耐熱高強 度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制備方 法,其特征在于該方法中所用無機纖維為碳納米管、碳纖維或氧化鋅晶須中的任一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制 品的制備方法,其特征在于該方法中所用左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體的重均分子量 彡5X104g?mol、光學(xué)純度彡95%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制 備方法,其特征在于該方法中所用溶劑為二氯甲烷或氯仿;所用沉淀劑為無水乙醇、無水甲 醇、正己烷或丙酮中的任一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制備方 法,其特征在于該方法中所用溶劑為二氯甲烷或氯仿;所用沉淀劑為無水乙醇、無水甲醇、 正己烷或丙酮中的任一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制 備方法,其特征在于該方法中將所得母料與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體按所得復(fù)合材料 中的無機纖維含量為I. 0-5.Owt%預(yù)混均勾。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制備方 法,其特征在于該方法中將所得母料與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體按所得復(fù)合材料中的 無機纖維含量為I. 0-5.Owt%預(yù)混均勾。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品的制備方 法,其特征在于該方法中將所得母料與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體按所得復(fù)合材料中的 無機纖維含量為I. 0-5.Owt%預(yù)混均勾。
10. -種由權(quán)利要求1所述方法制備的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材 料或制品,其特征在于該復(fù)合材料或制品在聚乳酸與無機纖維界面處含有原位復(fù)合形成 的立構(gòu)復(fù)合晶體,結(jié)晶度為45. 5-48. 7%,無機纖維的含量為0. 2-5.Owt%,拉伸強度為 49. 3-55. 8MPa,耐熱溫度為 138. 4-150. 2°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開的高耐熱高強度的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品是先將右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到無機纖維表面,然后通過熔融混合使其與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體分子鏈在界面區(qū)的立構(gòu)復(fù)合來獲得了結(jié)晶度為45.5-48.7%,無機纖維的含量為0.2-5.0wt%,拉伸強度為49.3-55.8MPa,耐熱溫度為138.4-150.2℃的聚乳酸/無機纖維復(fù)合材料或制品。由于本發(fā)明方法利用了聚乳酸具有手性分子的特性,使接枝于無機纖維表面的右旋聚乳酸或左旋聚乳酸,與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體在界面區(qū)形成的立構(gòu)復(fù)合晶體來同步實現(xiàn)界面增強以及對基體的高效成核作用,因而該方法不僅構(gòu)思巧妙,且也為開發(fā)高耐熱高強度的聚乳酸復(fù)合材料或制品尋求到了一種有效而簡單的途徑。
【IPC分類】C08K7-08, C08K7-24, C08K9-00, C08L67-04, C08K9-04, C08G63-08, C08K7-06
【公開號】CN104725801
【申請?zhí)枴緾N201510096350
【發(fā)明人】白紅偉, 傅強, 劉慧麗, 張琴, 陳楓, 王珂, 鄧華
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月4日