一种高分子复合材料及其制备方法与流程

本申请涉及复合材料制备，尤其涉及一种高分子复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚乳酸(pla)高分子材料是目前常用的生物基可降解塑料，在包装、服装、消费电子、医疗等领域有巨大应用潜力。但是纯pla材料的力学性能较差，尤其是脆性较高以及抗冲击强度较低。因此，为了提高pla材料的力学性能，目前常用的改性方法有共聚、添加剂和共混。

2、现有技术中，常采用于pla基体中添加天然纤维、滑石粉、壳聚糖等填料的方法以提高pla的力学性能，但该填料存在与基体的物理特性相差较大的问题，导致填料不能完全分散，力学性能提高受限。

技术实现思路

1、本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中使用复合改性方法对pla材料的力学性能进行提高时，存在填料与基体的物理特性相差较大，导致填料不能完全分散的问题，进而使得通过上述填料制备的pla复合材料的力学性能提高受限的技术缺陷。

2、本申请提供了一种高分子复合材料，所述复合材料包括聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯；

3、其中，所述聚对苯二甲酸丁二酯占总质量比例的0.1％-0.5％。

4、可选地，所述复合材料还包括聚乙二醇；

5、所述聚乙二醇占总质量比例的1％-2％。

6、可选地，所述聚乳酸为左旋聚乳酸；

7、所述左旋聚乳酸的熔体流动速率为3-5g/10min。

8、可选地，所述聚对苯二甲酸丁二酯的密度为1.4g/，长度为3mm，直径为30微米。

9、本申请还提供了一种如上述实施例中任一项所述的高分子复合材料的制备方法，所述方法包括：

10、将聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于真空环境下进行干燥，其中，所述聚对苯二甲酸丁二酯占总质量比例的0.1％-0.5％；

11、将干燥后的聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于依次上升的加热温度下进行混合，得到复合材料颗粒，所述加热温度最低为155-165℃、最高为190-200℃；

12、将所述复合材料颗粒置于真空环境下进行干燥；

13、将干燥后的复合材料颗粒注塑成型，得到高分子复合材料。

14、可选地，所述将聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于真空环境下进行干燥，包括：

15、将聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于真空干燥箱中，并在真空环境和100℃的条件下干燥2小时。

16、可选地，所述将干燥后的聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于依次上升的加热温度下进行混合，得到复合材料颗粒，包括：

17、将干燥后的聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯加入双螺杆混合造粒机中进行混合，得到复合材料颗粒；

18、其中，所述双螺杆混合造粒机各个加热区域的加热温度依次递增。

19、可选地，所述双螺杆混合造粒机的转速为30rpm。

20、可选地，所述双螺杆混合造粒机包括输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段；

21、其中，所述输送段的加热温度为160℃；

22、所述熔融段的加热温度为170℃；

23、所述混炼段的加热温度为180℃；

24、所述排气段的加热温度为190℃；

25、所述均化段的加热温度为195℃。

26、可选地，所述将所述复合材料颗粒置于真空环境下进行干燥，包括：

27、将所述复合材料颗粒置于真空干燥箱中，并在真空环境和100℃的条件下干燥2小时。

28、可选地，所述将干燥后的复合材料颗粒注塑成型，得到高分子复合材料，包括：

29、将干燥后的复合材料颗粒加入卧式注塑成型机中进行注塑成型，得到高分子复合材料。

30、可选地，所述卧式注塑成型机的机筒各段的注射温度依次为170℃、180℃、190℃、195℃；

31、所述卧式注塑成型机的注射速度为40mm/s。

32、可选地，所述方法还包括：

33、将聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于真空环境下进行干燥时，另外加入质量分数为1％-2％的聚乙二醇一同进行干燥并混合。

34、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

35、本申请提供的一种高分子复合材料及其制备方法，该复合材料可以包括聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯，并且，由于聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯都属于脂肪族聚酯化合物，在密度和极性基团的特性上具有相似性，因此，将这两种物质进行复合后形成的复合材料，其相容性优于传统的天然纤维填料和无机粉末填料，进而能够有效提高pla复合材料的力学性能。

技术特征：

1.一种高分子复合材料，其特征在于，所述复合材料包括聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯；

2.根据权利要求1所述的高分子复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括聚乙二醇；

3.根据权利要求1或2所述的高分子复合材料，其特征在于，所述聚乳酸为左旋聚乳酸；

4.根据权利要求1或2所述的高分子复合材料，其特征在于，所述聚对苯二甲酸丁二酯的密度为1.4g/cm3，长度为3mm，直径为30微米。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于真空环境下进行干燥，包括：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将干燥后的聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯置于依次上升的加热温度下进行混合，得到复合材料颗粒，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆混合造粒机的转速为30rpm。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆混合造粒机包括输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段；

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将所述复合材料颗粒置于真空环境下进行干燥，包括：

11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将干燥后的复合材料颗粒注塑成型，得到高分子复合材料，包括：

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述卧式注塑成型机的机筒各段的注射温度依次为170℃、180℃、190℃、195℃；

13.根据权利要求5-12中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本申请提供的一种高分子复合材料及其制备方法，该复合材料可以包括聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯，并且，由于聚乳酸和聚对苯二甲酸丁二酯都属于脂肪族聚酯化合物，在密度和极性基团的特性上具有相似性，因此，将这两种物质进行复合后形成的复合材料，其相容性优于传统的天然纤维填料和无机粉末填料，进而能够有效提高PLA复合材料的力学性能。

技术研发人员：杨廷旺,臧佳栋
受保护的技术使用者：深圳市基克纳科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17