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CN106009565A - 一种尼龙增强聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种尼龙增强聚乳酸复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种尼龙增强聚乳酸复合材料及其制备方法，尼龙增强聚乳酸复合材料按质量份数计：聚乳酸60～90份，尼龙5～30份，苯乙烯‑马来酸酐1～5份，增韧剂1～5份，润滑剂0.1～3份。本发明所制得的尼龙增强聚乳酸复合材料生物相容性好、机械性能优异，并且易于加工，可以应用到3D打印、医疗卫生、家用装饰、工业等多个领域，具有很好的发展前景。

Description

一种尼龙增强聚乳酸复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域，尤其涉及一种尼龙增强聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
热塑性聚合物广泛应用于包装材料和其他消费产品，具有优异的性能，例如质量轻、加工温度低(与金属和玻璃对比)、多变的阻隔性、可印刷性、高温密封性、热成型性等。现今大多数塑料产品来源于不可再生的石油和天然气资源，虽然一些塑料可以循环利用，但大多数塑料产品使用后需要填埋处理，会导致环境污染。纵观过去几十年，来源于可再生资源的可降解聚合物已经引起了广泛的关注。
以可生物降解聚合物替代传统石油基聚合物是解决上述环境污染问题的有效途径，聚乳酸被认为是最具开发应用价值的可生物降解聚合物，它是由乳酸直接缩合或乳酸二聚体丙交酯开环聚合而形成的高分子，而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵，在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染。
聚乳酸在常温下呈玻璃态，在生物降解高分子中刚性最大，但其韧性差、热变形温度低、熔体强度低等缺点限制了其应用范围。对于聚乳酸的改性设备一般采用双螺杆挤出机，在高剪切力的作用下，聚乳酸很容易发生分解，降低了材料的机械性能。因此，如何克服以上缺点，提高其性能是聚乳酸改性的研究重点之一。
发明内容
本发明目的在于克服上述不足，提供一种尼龙增强聚乳酸复合材料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种尼龙增强聚乳酸复合材料，尼龙增强聚乳酸复合材料按质量份数计：聚乳酸60～90份，尼龙5～30份，苯乙烯-马来酸酐1～5份，增韧剂1～5份，润滑剂0.1～3份。
所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，所述聚乳酸为左旋聚乳酸和/或右旋聚乳酸。
所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，所述尼龙为尼龙6、尼龙7、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙13、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612，、尼龙1010中的一种或几种。
所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，所述苯乙烯-马来酸酐中马来酸酐的质量含量8％～42％。
所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，所述增韧剂为聚己内酯和/或聚丁二酸丁二醇酯。
所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或几种。
所述的尼龙增强聚乳酸复合材料的制备方法，(1)按重量分数计：将聚乳酸60～90份，尼龙5～30份，苯乙烯-马来酸酐1～5份，增韧剂1～5份，润滑剂0.1～3份，放入高混机中混合5～15分钟，混合温度为40～60℃，转速为2500～5000r/min；
(2)混合后置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为185～220℃。
本发明的优点：
本发明以聚乳酸改性为突破口，采用尼龙增强聚乳酸的机械性能，优化相容剂、增韧剂和润滑剂用于聚乳酸材料中，起到降低相界面张力、提高相间互容性与粘结力，达到增韧的目的。复合材料制备工艺简单，在加工过程中，避免了高剪切力的作用，使聚乳酸具有良好的成型加工性能，扩大了聚乳酸材料的应用范围。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种尼龙增强聚乳酸复合材料，它是由以下质量份数的原料制备得到：将所述的聚乳酸85份，尼龙1010 8份，苯乙烯-马来酸酐2份，聚己内酯4份，硬脂酸钙1份，放入高混机中混合10分钟，混合温度为50℃，转速为3000r/min。
将混好的料置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为200℃。
实施例2
一种尼龙增强聚乳酸复合材料，它是由以下质量分数的原料制备得到：将所述的聚乳酸82份，尼龙6 11份，苯乙烯-马来酸酐3份，聚己内酯2.8份，硬脂酸锌1.2份，放入高混机中混合12分钟，混合温度为55℃，转速为3500r/min。
将混好的料置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为210℃。
实施例3
一种尼龙增强聚乳酸复合材料，它是由以下质量分数的原料制备得到：将所述的聚乳酸71份，尼龙11 20份，苯乙烯-马来酸酐4.2份，聚丁二酸丁二醇酯3.3份，聚乙烯蜡1.5份，放入高混机中混合10分钟，混合温度为50℃，转速为4000r/min。
将混好的料置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为205℃。
实施例4
一种尼龙增强聚乳酸复合材料，它是由以下质量分数的原料制备得到：将所述的聚乳酸77份，尼龙66 14份，苯乙烯-马来酸酐3.4份，聚己内酯3.8份，硬脂酸锌0.8份，硬脂酸钙1份，放入高混机中混合8分钟，混合温度为50℃，转速为3500r/min。
将混好的料置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为210℃。
实施例5
一种尼龙增强聚乳酸复合材料，它是由以下质量分数的原料制备得到：将所述的聚乳酸80份，尼龙610 12份，苯乙烯-马来酸酐2.8份，聚己内酯2.6份，聚丁二酸丁二醇酯1.4份，聚乙烯蜡1.2份，放入高混机中混合14分钟，混合温度为55℃，转速为4000r/min。
将混好的料置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为210℃。
将上述得到的聚乳酸复合材料进行检测，得到的结果为：

Claims (7)

1.一种尼龙增强聚乳酸复合材料，其特征在于：尼龙增强聚乳酸复合材料按质量份数计：聚乳酸60～90份，尼龙5～30份，苯乙烯-马来酸酐1～5份，增韧剂1～5份，润滑剂0.1～3份。
2.根据权利要求1所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，其特征在于：所述聚乳酸为左旋聚乳酸和/或右旋聚乳酸。
3.根据权利要求1所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，其特征在于：所述尼龙为尼龙6、尼龙7、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙13、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙612，、尼龙1010中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，其特征在于：所述苯乙烯-马来酸酐中马来酸酐的质量含量8％～42％。
5.根据权利要求1所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，其特征在于：所述增韧剂为聚己内酯和/或聚丁二酸丁二醇酯。
6.根据权利要求1所述的尼龙增强聚乳酸复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或几种。
7.一种权利要求1所述的尼龙增强聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：
(1)按重量分数计：将聚乳酸60～90份，尼龙5～30份，苯乙烯-马来酸酐1～5份，增韧剂1～5份，润滑剂0.1～3份，放入高混机中混合5～15分钟，混合温度为40～60℃，转速为2500～5000r/min；
(2)混合后置于单螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆长径比为20:1，挤出温度为185～220℃。
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