專利名稱：一種高強度p34hb/長玻纖復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物高分子材料技術領域，特別是涉及到一種高強度P34HB/長玻纖復合材料及其制備方法。
背景技術：
在2010年的技術先鋒獎中，美國Metabo 1 ix開發(fā)的聚羥基脂肪酸酯(PHAs， Polyhydroxyalkanoates)生物基全降解塑料與掀起全球熱潮的Twitter —起光榮入榜，成為代表全球最具創(chuàng)新力的技術。在全球一體化的經濟貿易活動中，許多國家對塑料制品設置“綠色技術壁壘”，而可生物降解塑料有助于打破這種貿易壁壘。在這些材料中，特別是可再生的天然生物質資源如淀粉、植物秸稈等演變得到的生物基高分子具有良好的生物分解性，由于原材料豐富，其研究開發(fā)更是得到各國的重視。相對于普通的石油基高分子，生物基高分子可降低 30%-50%石油資源的消耗，減少人們對石油資源的依賴；同時在整個生產過程中消耗二氧化碳和水，可以減少二氧化碳排放；生物降解高分子制品可以和有機廢物一起堆肥處理，與一般塑料垃圾相比省去了人工分揀的步驟，大大方便了垃圾收集和處理。所以，從可持續(xù)發(fā)展的意義上分析，“源于自然，歸于自然”的生物基高分子完全可以滿足清潔發(fā)展、綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的要求。PHAs是大多數細菌在養(yǎng)料貧乏而碳源豐富的條件下，以不溶包涵體形式將碳和能量進行存儲而得到的物質，其在自然界中廣泛存在，現(xiàn)在既可以由微生物直接合成，也可通過轉基因技術將相關基因嫁接到植物中，通過植物合成。PHAs的應用是材料科學與生物科學相結合的一個新的領域。目前PHAs產業(yè)化品種已有四代。第一代是PHB (聚3-羥基丁酸酯)，該材料結晶度大，球晶大，脆性大，很難大規(guī)模應用。第二代是PHBV (聚3-羥基丁酸酯/3-羥基戊酸酯共聚物)，由于3-羥基戊酸酯單體的引入，PHBV的脆性較PHB降低了，但是成本高。第三代是PHBHHx (3-羥基丁酸酯 /3-羥基己酸酯共聚物)，其成本仍然很高。第四代是P34HB(聚3-羥基丁酸酯/4-羥基丁酸酯共聚物)。P34HB在國內的投產填補了很多產品領域的空白，真正實現(xiàn)了“原料可持續(xù)、 綠色可降解”，目前P34HB生產成本由原來的每公斤50元下降到每公斤20元以下，在材料性能上也取得了重大突破，材料的韌性更好。P34HB具有熱塑性，能夠像PP、PS和PET等石油基高分子一樣在通用的加工設備上進行擠出、注塑、吹瓶、熱成型等成型加工，生產薄膜、 片材、管材及各種熱成型品和注塑品，P34HB這種極具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧峡赏谠S多應用領域替代傳統(tǒng)聚合物。P34HB結構式如下
權利要求
1.一種高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于該復合材料的重量百分比組分為P34HB 40-90長玻纖5-40成核劑0-3填料0-50偶聯(lián)劑0-0. 5。
2.根據權利要求1所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于，所述長玻纖直徑為5-30微米。
3.根據權利要求1所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于，所述的成核劑包括有機類成核劑、粒徑小于等于10微米的無機類成核劑中的一種以上。
4.根據權利要求3所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于所述的粒徑小于等于10微米的無機類成核劑包括金屬氧化物、無機鹽、弱堿、粘土中的一種以上；有機類成核劑包括小分子有機成核劑、高分子有機成核劑中的一種以上。
5.根據權利要求4所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于所述的金屬氧化物包括氮化硼、二氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、三氧化二鋁、氧化鈦、氧化鑭中的一種以上；所述的無機鹽包括碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽中的一種以上；所述的弱堿包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣中的一種以上；所述的粘土包括云母、滑石粉、蒙脫土、高嶺土中的一種以上； 所述的小分子有機成核劑包括有機一元酸的鈉鹽、有機一元酸的鉀鹽、有機一元酸的鈣鹽、 有機一元酸的鎂鹽、有機磷化合物的鹽、芳香族羥基磺酸鹽、二酰胺類、山梨醇類中的一種以上；所述的高分子有機成核劑包括聚酯齊聚物的堿金屬鹽、離子聚合物中一種以上。
6.根據權利要求1所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于，所述的填料包括硅酸鹽、碳酸鹽及碳化物、硫酸鹽及硫化物、鈦酸鹽、氫氧化物、氧化物、粘土中的一種以上。
7.根據權利要求1所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑包括鈦酸酯類偶聯(lián)劑、硅烷類偶聯(lián)劑中的一種以上。
8.根據權利要求7所述的高強度P34HB/長玻纖復合材料，其特征在于，所述的鈦酸酯類偶聯(lián)劑包括異丙氧基三異硬酯酸鈦、異丙氧基三(磷酸二辛酯)鈦、異丙氧基三(焦磷酸二辛酯)鈦、二(磷酸二辛酯)鈦酸乙二醇酯、二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦中的一種以上；所述的硅烷類偶聯(lián)劑包括Y - (2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲基硅烷、甲基乙烯基硅烷、N，N’-雙 (2-甲基-2硝基丙基)_1，6- 二氨基己烷、雙(3-三乙氧基硅烷基丙基)四硫化物、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙二胺甲基三乙氧基硅烷中的一種以上。
9.權利要求1所述高強度Ρ34ΗΒ/長玻纖復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按照重量百分比稱取權利要求1中所述的重量百分比組分；(2)將Ρ34ΗΒ、成核劑、填料、偶聯(lián)劑混合均勻；(3 )將上述混合均勻的原料投置于雙螺桿擠出機加料口，長玻纖由玻纖口進入，物料熔融擠出，造粒，得到高強度Ρ34ΗΒ/長玻纖復合材料，擠出機擠出溫度140-180°C，螺桿轉速 100-450r/min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高強度P34HB/長玻纖復合材料及其制備方法。所述復合材料由下述重量百分比的原材料配置而成P34HB40-90，成核劑0-3，長玻纖5-40，填料0-30，偶聯(lián)劑0-0.5。所述復合材料的制備方法為將P34HB、成核劑、填料、偶聯(lián)劑在高速混合機中混合,將混合均勻的原料投置于雙螺桿擠出機加料口，長玻纖由玻纖口進入，物料熔融擠出，造粒，得到具有生物降解性能的高強度P34HB/長玻纖復合材料。該復合材料表面沒有浮纖，具有很高的光滑度和力學強度，可以用傳統(tǒng)的塑料加工方法加工成注塑制品、擠出制品、薄膜以及泡沫制品，大量替代石油基塑料在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療和包裝等領域的使用。
文檔編號C08K7/14GK102337012SQ20111019025
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權日2011年7月8日
發(fā)明者李文鋒, 王小萍 申請人:華南理工大學