一种微泡孔可降解复合材料的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可降解材料的制备方法，尤其涉及一种具有优异强度、韧性的，且 具有微泡孔结构的可降解复合材料制备方法。
【背景技术】
[0002] 塑料材料虽然拥有较优异的性能和广泛的适用性，但其来源于石油产品且无法降 解，在资源危机和环境污染越发严重的今天，寻找性能优良且可再生的替代材料则成为目 前材料领域研究的重中之重。
[0003] 在目前的可降解材料领域，不同的可降解材料均被制备，如木塑材料为主的复合 可降解材料，木塑材料具有优异的强度和韧性，目前已被广泛应用于包装、家装、结构板等 领域，可满足基本的性能要求，但其可降解份大时，材料的力学性能无法得到保证，塑料组 分大时候起环保性又明显受到影响，且力学性能好的木塑材料普遍密度大，导致重量重，成 本高。而采用淀粉作为主材料来制备的可降解材料虽然更加环保，但是其力学性能较差，只 能用于对强度、韧性要求低的材料领域。
[0004] 而聚乳酸的出现改变了这一现状。聚乳酸(PLA)是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羟基丙 酸)为基本结构单元。PLA可通过发酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸缩聚制得。PLA及 其终端产品可在堆肥条件下自然分解成为CO 2和水，降低了固体废弃物排放量，是一种绿色 环保的生物来源材料。PLA具有类似于聚苯乙烯的力学特性，弯曲模量和拉伸强度较好，但 热稳定性和抗冲击性能差，在热成型加工过程中存在熔体黏度低的缺陷，限制了它的应用。 在改善了这些缺点后，PLA将可有望作为塑料材料的最佳替代品可被运用于工业、民用领 域。在PLA复合材料开发领域，大部分的研究也均在于克服其抗冲性差的缺陷，如 此外，基于聚乳酸成本较高，密度较大的问题，一些发泡或微发泡的方法也纷纷被开 发，如CN1544525公布了一种可生物降解的聚乳酸泡沫塑料制备方法，即在发泡过程中加入 过氧化物交联聚乳酸，CN103642185A公布了 一种聚乳酸泡沫材料及其制备方法，此专利采 用水为发泡剂，加入了少量成核剂，通过水发泡来实现材料的环保性。CN103242632A也公布 了采用加入交联剂、成核剂来实现聚乳酸发泡的技术。CN1600814公布了一种聚乳酸、脂肪 族一芳香族聚酯的共聚物、成核剂、内滑剂与外滑剂混合后的发泡技术。ZL201110109327.9 授权的发明专利为一种聚乳酸复合材料的微发泡技术，将聚乳酸混合料在两种高压流体中 发泡，得到一种具有微孔的发泡聚乳酸复合物。但大泡孔无疑将降低材料的强度，只能用于 缓冲材料。而微发泡技术则主要用于高强度板密度的降低，这方面仍没有成熟的产品。
[0005] 如可在可降解材料领域实现微孔发泡，在保证强度、韧性的同时降低其密度，并提 供一定的阻隔特性，无疑将极大的提高其应用范围。
[0006]
【发明内容】
本发明的目的是为了单层可降解膜强度差、无弹性、且无法实现阻隔性的缺陷，提供一 种具有优异强度、回弹性且可实现阻隔、防水、阻燃的复合膜的制备方法。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种微泡孔可降解复合材料，由以下主料和辅料复合而成 其中，主料组成及份数为(质量份数）： 聚乳酸100份 聚己内酯40-65份 微-纳米纤维素5-15份 弹性体粉末15-30份 CBT 5-15份 辅料组成及份数为(质量份数）： 纳米TiO2 3-5份 POSS相容剂2-4份 抗氧剂2-4份 抗紫外线剂2-4 进一步，所述聚乳酸为聚L-乳酸、聚D-乳酸，或者两者任意比例的混合物，其分子量介 于 200000-500000之间。
[0008] 进一步，所述微-纳米纤维素所述微-纳米纤维素为木纤维、竹纤维、棉纤维、秸杆纤维 中的一种。其直径介于100纳米-100微米之间。其制备可以木纤维、竹纤维、棉纤维、秸杆纤 维的粗纤维为原料，通过物理方法如机械破碎，闪爆或化学方法如酸处理得到具有纳米或 微米直径的纤维素。最优的，选择竹纤维，其长径比介于20:1-100:1之间。
[0009] 进一步，所述弹性体粉末为SBS粉末、聚氨酯弹性体粉末、丁苯橡胶粉末、丁基橡胶粉末 中的一种，大小介于200-600目之间。
[0010] 进一步，所述环形对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)，其结构式如下所示：
CBT具有大环寡聚酯结构，加热到适当的温度(如160°C)后黏度很低，具有很好的流动 性，它对无机纳米硅粒子具有极佳的浸润性，非常有利于POSS在合金中的分散，也可以提高 较低温度下复合材料的流变性能，从而改善共混挤出时的加工性能。CBT在催化剂的存在下 一定温度下（220°C_230°C)可直接开环反应快速形成聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，PBT本 身具有很好的韧性，也有利于材料韧性的提高。同时，在催化剂作用下，CBT还可与端基具有 羟基的大分子如聚乳酸聚合，也可以提高合金的相容性。本发明中环形对苯二甲酸丁二醇 酯建议最佳选择为带有锡类催化剂的母料，如Cyclics公司的CBT ? 160母料，再次选择不带 催化剂的母料，如Cyc I ics公司的CBT ? 100母料。相比较，带有催化剂的母料更有利于复合 材料初性的提尚。
[0011] 进一步，所述纳米Ti〇2的尺寸介于10_200nm之间，优选的，其晶型选择金红石型。
[0012] 如权利要求1所述的一种微泡孔可降解复合材料，其特征在于:所述POSS相容剂为八臂 (3-羟基-3甲基丁基二甲基硅氧烷)POSS和八臂马来酸酐POSS中的一种。
[0013] 多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)在笼状结构的角落上存在8个可进行改性的基团R。
[0014] 本发明中所述八臂（3-羟基-3甲基丁基二甲基硅氧烷)POSS的R基团为3-羟基-3甲 基丁基二甲基硅氧烷，其分子结构式如下：
八臂马来酸酐POSS的R基团为马来酸基，其分子结构式如下：
POSS粒子在体系中可有限的促进T i 〇2的分散，同时，和T i 〇2同时可起到增加的效果，还 可起到聚乳酸结晶核的作用，促进聚乳酸的结晶从而提高材料的强度和热稳定性。
[0015] 进一步，所述抗氧剂为抗氧剂264，BHT，168,1010中的一种或几种任意比例混合。
[0016] 进一步，所述抗紫外线剂为UV531，UV-2908，UV477中的一种或几种组合。
[0017] 进一步，复合材料的制备工艺为： 1):将聚乳酸、聚己内酯、微-纳米纤维素、弹性体粉末、CBT于真空干燥箱内60°C下干燥 6-8小时，压力低于O.OIMPa，备用。
[0018] 2):将聚乳酸、部分聚己内酯、弹性体粉末、CBT、纳米Ti02、P0SS相容剂、抗氧剂、抗 紫外线剂在高速共混机中50°C下100_150rad/min共混5-10分钟后，于双螺杆挤出机中挤出 造粒;挤出温度介于210_230°C之间，挤出时间为3-4分钟，得到母料A; 3):将母料A、剩余的聚己内酯、微-纳米纤维素在高速共混机中50度下50-100rad/min 速度共混5-10分钟后，投入机头带头熔体栗的双螺杆挤出机中，挤出时同步向料筒注入超 临界CO2，加工温度介于170-190°C之间，超临界CO 2的通入量为物料质量的2.5%-4%，双螺杆 挤出发泡设备机头压力介于7-1 IMpa之间。
[0019] 进一步，所述超临界CO2注入压力大于熔体压力3-6MP a。
[0020] 进一步，所述复合材料的泡孔直径介于 进一步，本发明的有益效果在于:所采用配方中，聚己内酯、弹性体粉末、CBT的加入可 有效提高发泡体的熔体强度，同时，可有效提高复合材料发泡后的韧性。TiO2、P0SS相容剂 的加入则有利于提高聚乳酸的结晶度并提高材料的强度，微-纳米纤维素的加入可进一步 提高材料的强度。两步挤出有利于具有不同熔融温度各组分的加工及复合材料相容性的提 高，而所实施的超临界发泡条件则可保证泡孔大小的