一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料领域，具体涉及一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸的热稳定性好，加工温度150~230°C，有较好的抗溶剂性，可用多种方式进 行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相 容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用 途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等。然而，聚乳酸材料的脆性高、耐冲击性 差，不利于扩大其使用范围。为此，需要对聚乳酸材料进行改性，以提高其机械性能。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题是:为了解决上述技术问题的至少一种，提供一种氧化锰-纤维 素改性聚乳酸复合材料及其制备方法。
[0004] 技术方案:为了解决上述问题，本发明提供了一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合 材料，由下列原料制备而成，按重量份计为:聚乳酸40~80份、氧化锰7~15份、羧甲基纤维素 钠8~18份、石膏晶须6~12份、纳米凹凸棒土4~11份、聚乙二醇3~10份、二乙烯基苯5~14份、虫至 石粉3~9份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷1~5份、聚丙烯蜡3~8份。
[0005] 优选的，所述的一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料，由下列原料制备而成， 按重量份计为:聚乳酸40~75份、氧化锰7~12份、羧甲基纤维素钠8~15份、石膏晶须9~12份、 纳米凹凸棒土6~11份、聚乙二醇4~10份、二乙烯基苯5~10份、蛭石粉4~9份、γ-氨基丙基三 乙氧基硅烷2~5份、聚丙烯蜡5~8份。
[0006] 优选的，所述的一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料，由下列原料制备而成， 按重量份计为:聚乳酸64份、氧化锰9份、羧甲基纤维素钠12份、石膏晶须11份、纳米凹凸棒 土9份、聚乙二醇8份、二乙烯基苯7份、蛭石粉6份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷3份、聚丙烯蜡 6份。
[0007] 优选的，所述聚乳酸为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸按重量比为7: 2的混合，所述聚乳 酸的数均分子量为18~25万。
[0008] 优选的，所述石膏晶须的直径为1~5微米，长径比为60~120。
[0009] -种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称各原料，将称好的聚乳酸在90°C下干燥5~8小时； (2) 将经干燥处理的聚乳酸以及除氧化锰和石膏晶须外的剩余原料均加入到高速搅拌 机中混合均匀后;投入到到同向双螺杆挤出机中，经熔融反应，再依次加入氧化锰和石膏晶 须，以190~220°C的温度挤出造粒； (3) 再转移至注塑机中进行注塑成型，其注塑模具的收缩率为0.3~0.6%;最后置于60~ 80°C烘箱中烘烤6~12小时即得所需聚乳酸复合材料。
[0010] 优选的，所述同向螺杆挤出机中的各区的温度依次为:一区170~185°C，二区190~ 210°C，三区180~220°C，四区190~210°C，挤出温度为185~200°C，螺杆转速为180~250rpm。
[0011] 优选的，所述注塑机中的注塑模具的收缩率为0.4%。
[0012] 本发明具有以下有益效果:本发明所得的聚乳酸复合材料具有高强、韧性佳且耐 冲击性能好的特性;对比数据可知，组分中的氧化锰、羧甲基纤维素钠、石膏晶须和蛭石粉 对所制备而得的聚乳酸复合材料具有增强和增韧改性的作用。经测试，本发明所制备的聚 乳酸复合材料的拉伸强度为55.4~58.7MPa，断裂伸长率为13.6~15.8%，缺口冲击强度为9.6 ~11.4kJ/m2〇
【具体实施方式】
[0013] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明具体实施方案进行描述，但是应 当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限 制。
[0014] 实施例1 一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称各原料:聚乳酸40份、氧化锰7份、羧甲基纤维素钠8份、石膏晶须6份、 纳米凹凸棒土4份、聚乙二醇3份、二乙烯基苯5份、蛭石粉3份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷1 份、聚丙烯蜡3份;将称好的聚乳酸在90°C下干燥5小时； (2) 将经干燥处理的聚乳酸以及除氧化锰和石膏晶须外的剩余原料均加入到高速搅拌 机中混合均匀后;投入到到同向双螺杆挤出机中，经熔融反应，再依次加入氧化锰和石膏晶 须，挤出造粒，所述同向螺杆挤出机中的各区的温度依次为：一区170°C，二区190°C，三区 180°C，四区190°C，挤出温度为185°C，螺杆转速为180rpm; (3) 再转移至注塑机中进行注塑成型，其注塑模具的收缩率为0.3%;最后置于60°C烘箱 中烘烤6小时即得所需聚乳酸复合材料。
[0015] 其中，所述聚乳酸为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸按重量比为7:2的混合，所述聚乳酸 的数均分子量为18万。所述石膏晶须的直径为1微米，长径比为60。
[0016] 实施例2 一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称各原料:聚乳酸80份、氧化锰15份、羧甲基纤维素钠18份、石膏晶须12 份、纳米凹凸棒土 11份、聚乙二醇10份、二乙烯基苯14份、蛭石粉9份、γ-氨基丙基三乙氧基 硅烷5份、聚丙烯蜡8份;将称好的聚乳酸在90°C下干燥8小时； (2) 将经干燥处理的聚乳酸以及除氧化锰和石膏晶须外的剩余原料均加入到高速搅拌 机中混合均匀后;投入到到同向双螺杆挤出机中，经熔融反应，再依次加入氧化锰和石膏晶 须，挤出造粒，所述同向螺杆挤出机中的各区的温度依次为：一区185°C，二区210°C，三区 220°C，四区210°C，挤出温度为200°C，螺杆转速为250rpm; (3) 再转移至注塑机中进行注塑成型，其注塑模具的收缩率为0.3~0.6%;最后置于60~ 80°C烘箱中烘烤6~12小时即得所需聚乳酸复合材料。
[0017] 其中，所述聚乳酸为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸按重量比为7:2的混合，所述聚乳酸 的数均分子量为25万。所述石膏晶须的直径为5微米，长径比为120。
[0018] 实施例3 一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称各原料:聚乳酸60份、氧化锰11份、羧甲基纤维素钠13份、石膏晶须9 份、纳米凹凸棒土7份、聚乙二醇6份、二乙烯基苯9份、蛭石粉6份、γ-氨基丙基三乙氧基硅 烷3份、聚丙烯蜡5份;将称好的聚乳酸在90°C下干燥6小时； (2) 将经干燥处理的聚乳酸以及除氧化锰和石膏晶须外的剩余原料均加入到高速搅拌 机中混合均匀后;投入到到同向双螺杆挤出机中，经熔融反应，再依次加入氧化锰和石膏晶 须，挤出造粒，所述同向螺杆挤出机中的各区的温度依次为：一区178°C，二区200°C，三区 200°C，四区200°C，挤出温度为190°C，螺杆转速为215rpm; (3) 再转移至注塑机中进行注塑成型，其注塑模具的收缩率为0.45%;最后置于70°C烘 箱中烘烤9小时即得所需聚乳酸复合材料。
[0019] 其中，所述聚乳酸为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸按重量比为7:2的混合，所述聚乳酸 的数均分子量为21万。所述石膏晶须的直径为3微米，长径比为90。
[0020] 实施例4 一种氧化锰-纤维素改性聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称各原料:聚乳酸64份、氧化锰9份、羧甲基纤维素钠12份、石膏晶须11 份、纳米凹凸棒土9份、聚乙二醇8份、二乙烯基苯7份、蛭石粉6份、γ-氨基丙基三乙氧基硅 烷3份、聚丙烯蜡6份;将称好的聚乳酸在90°C下干燥5~8小时； (2) 将经干燥处理的聚乳酸以及除氧化锰和石膏晶须外的剩余原料均加入到高速搅拌 机中混合均匀后;投入到到同向双螺杆挤出机中，经熔融反应，再依次加入氧化锰和石膏晶 须，挤