1.本发明涉及可降解材料领域，特别涉及一种水滑石改性聚碳酸亚丙酯的制备方法。
背景技术：
2.聚碳酸亚丙酯(ppc)是一种白色或透明的脂肪族聚酯，以环氧丙烷，二氧化碳为原料聚合而成。ppc在合成过程中不仅不消耗石油资源，同时还能对co2起到固定作用，符合当下绿色发展的理念。ppc有优良的生物相容性和生物降解性能，同时具有高透明度、高断裂伸长率和优异的气体阻隔性，这使得它在生物医药、组织工程、包装材料等领域有着巨大应用前景。水滑石是一类由带负电荷的阴离子(层间阴离子)和带正电荷的金属氢氧化物(组成主体层板)所构成的层状双金属氢氧化物。由于其本身的特殊结构，使其在催化、医药、光电化学、功能高分子材料领域都有着广泛应用。
3.ppc是非结晶聚合物，分子链中含有醚键，柔顺性高，分子链之间作用力较弱，导致材料的力学强度较差同时ppc主链中存在热稳定性较差的碳酸酯键和端羟基，使其热稳定性较差，当加工温度超过150℃便开始降解。ppc的热降解机理分为两种：无规断裂降解和解拉链降解。无规断裂降解是主链随机断裂，生成co2和不饱和末端片段。解拉链降解是ppc的端羟基攻击主链上的羰基，端羟基回咬形成一个小型环状聚碳酸酯。这些特点限制了ppc在实际中的应用。本发明对水滑石进行表面处理，用处理后的水滑石改性ppc，通过扩链剂的反应，实现表面处理水滑石与ppc分子链的化学键合，制备一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于制备一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料，本发明目的通过以下技术方案来实现：
5.本发明的目的之一在于提出一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料，其包括以下重量份数的原料组分：ppc：80
‑
100份，水滑石：5
‑
15份，氨基硅烷偶联剂，其中水滑石和氨基硅烷偶联剂的质量比1
‑
2，扩链剂0.5
‑
6份,。
6.优选的，所述ppc的熔融指数为3
‑
20g/10min(2.16kg，190℃)，密度1.27g/cm3。
7.优选的，所述的水滑石为镁铝水滑石。
8.所述的氨基硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
9.所述的扩链剂为对苯二甲酸二缩水甘油酯、2,2
‑
(1，3
‑
亚苯基)
‑
二噁唑啉、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。
10.本发明的目的之二在于提出一种力学性能优异，耐热温度良好的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料的制备方法，其具体包括以下步骤：
11.(1)改性水滑石的制备
12.将水滑石分散在有机溶剂中制成悬浮液，然后加入氨基硅烷偶联剂，在60
‑
100℃晶化 6
‑
24小时，用乙醇洗涤，干燥，得到表面有机化的水滑石。
13.优选的，所述水滑石悬浮液的浓度为0.05
‑
1g/ml，水滑石与氨基硅烷偶联剂的质量比为 1
‑
2，有机溶剂为甲苯。
14.(2)水滑石改性ppc复合材料的制备
15.将质量比例的ppc、改性水滑石、扩链剂混合均匀，经双螺杆挤出机熔融共混造粒，得到水滑石改性ppc颗粒。将所制备水滑石改性ppc颗粒，加入注塑机中，按照gb/t 1040.1—2018制样，进行接触角测试和热失重测试。
16.所述ppc的用量为80
‑
100份，优选的为90
‑
100份。
17.所述的改性水滑石用量为5
‑
15份，优选的为5
‑
12份。
18.所述的扩链剂用量为0.5
‑
6份，优选的为0.5
‑
3份。
19.优选的，双螺杆挤出机加工温度为140℃
‑
160℃。
20.优选的，双螺杆挤出机的螺杆转速为200
‑
300rpm。
21.优选的，注塑机温度为160℃
‑
170℃。
22.本发明的原理在于：在熔融挤出过程中，氨基硅烷偶联剂一端与水滑石表面的
‑
oh形成 si
‑
o
‑
m键，另一端
‑
nh2在扩链剂的作用下与ppc本身存在以及热降解过程中产生的
‑
oh反应，将水滑石接枝在ppc链上。这样一来，实现了ppc的封端阻碍了ppc的解拉链式热降解，同时水滑石可以吸附ppc无规断裂产生的co2,抑制ppc无规热降解过程。改性水滑石在ppc中有良好的分散性，同时两者较好的相容性也使得水滑石改性ppc复合材料的力学性能得到提高。
23.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明所制备的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料较未改性的聚碳酸亚丙酯耐热温度和拉伸强度有较大提高。
具体实施方式
24.本发明各实例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。各实施例中所用原料均为市场购得。
25.实施例1
26.取镁铝水滑石、甲苯溶剂配制浓度0.05g/ml的水滑石悬浊液，加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，其中水滑石与γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1，在60
‑
100℃晶化6
‑
24小时，用乙醇洗涤，干燥，得到改性水滑石。将80份的ppc、5份改性水滑石、0.5份对苯二甲酸二缩水甘油酯混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃ 145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将改性颗粒加入注塑机，按照国标gb/t 1040.1—2018制样，并行力学性能测试和热失重测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1。
27.实施例2
28.取镁铝水滑石、甲苯溶剂配制浓度0.5g/ml的水滑石悬浊液，加入γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷，其中水滑石与γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷的质量比为1.5，在60
‑
100℃晶化6
‑
24小时，用乙醇洗涤，干燥，得到改性水滑石。将100份的ppc、7份改性水滑石、3份对苯二甲酸二
缩水甘油酯混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃ 145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将改性颗粒加入注塑机，按照国标gb/t 1040.1—2018制样，并行力学性能测试和热失重测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1。
29.实施例3
30.取镁铝水滑石、甲苯溶剂配制浓度1g/ml的水滑石悬浊液，加入n
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷，其中水滑石与n
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷的质量比为2，在60
‑
100℃晶化6
‑
24小时，用乙醇洗涤，干燥，得到改性水滑石。将100份的ppc、10份改性水滑石、 5份2,2
‑
(1，3
‑
亚苯基)
‑
二噁唑啉混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将改性颗粒加入注塑机，按照国标gb/t 1040.1—2018制样，并行力学性能测试和热失重测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1。
31.实施例4
32.取镁铝水滑石、甲苯溶剂配制浓度1g/ml的水滑石悬浊液，加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，其中水滑石与γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为2，在60
‑
100℃晶化6
‑
24小时，用乙醇洗涤，干燥，得到改性水滑石。将100份的ppc、15份改性水滑石、6份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃ 150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将改性颗粒加入注塑机，按照国标gb/t 1040.1—2018制样，并行力学性能测试和热失重测试。注塑机温度为160℃、 170℃、160℃。具体结果见表1。
33.对比例1
34.将100份的ppc经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃ 145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将改性颗粒加入注塑机，按照国标gb/t 1040.1—2018制样，并行力学性能测试和热失重测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1。
35.表1不同实施例中水滑石改性聚碳酸亚丙酯的拉伸强度和热失重温度
[0036] 拉伸强度(mpa)t
5％
(℃)实施例127.3243.6实施例224.6258.4实施例330.8253.7实施例425.6255.1对比例118.3231.3
[0037]
由表1的数据可以看出，对比实施例例1～4和对比例1，说明本发明制备的水滑石改性聚碳酸亚丙酯复合材料力学性能和热稳定性相比未未改性的聚碳酸亚丙酯有了较大提升。
[0038]
显然，上述实例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。