高性能可生物降解高分子材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能可生物降解高分子材料及其制備方法，按重量份數(shù)計(jì)算，包括可生物降解高分子材料基體50-95份，玄武巖纖維5-50份以及改性劑0.1-2份。本發(fā)明將玄武巖纖維作為改性材料，與玻纖等非天然纖維相比可生物降解高分子材料與玄武巖纖維間的相容性良好，它不僅能使可生物降解高分子材料基體的力學(xué)性能大幅提高，還可以保持可生物降解高分子材料的環(huán)境友好性。且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保；在降低成本的同時(shí)，力學(xué)性能可以提高2倍以上。
【專利說明】高性能可生物降解高分子材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種高性能可生物降解高分子材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的聚合物高分子材料由于廢棄后，很難降解，即便經(jīng)過很多年降解后，降解產(chǎn)物很多也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。近年來，可生物降解的環(huán)境友好聚合物材料越來越受到人們的重視。但是，現(xiàn)有的大部分可生物降解聚合物材料力學(xué)性能較差，尚不能滿足很多場(chǎng)合的使用要求。比如:聚乳酸雖然拉伸力學(xué)性能較好，但是沖擊力學(xué)性能極差?，F(xiàn)有的改性方法有的雖能提高可生物降解高分子材料的力學(xué)性能，但是有限，還遠(yuǎn)不能用于制造承力結(jié)構(gòu)件，且往往會(huì)破壞可生物降解聚合物材料的環(huán)境友好特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種高性能可生物降解高分子材料及其制備方法，它力學(xué)性能大幅提高、且保持了其可生物降解性，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉、綠色環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明是這實(shí)現(xiàn)的:高性能可生物降解高分子材料，按重量份數(shù)計(jì)算，包括可生物降解高分子材料基體50-95份，玄武巖纖維5-50份以及改性劑0.1-2份。
[0005]所述的可生物降解高分子材料基體為PLA、PBS、PHBV, PHBS, PHB或PPC中的一種或幾種的任意組合。
[0006]所述的改性劑為偶聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑中的一種或兩種的任意組合。
[0007]所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中一種或幾種的任意組合。硅烷偶聯(lián)劑為 KH550, KH560 或 KH590 ;鈦酸酯偶聯(lián)劑為 KR_238S，201，101，ZJlOl 或 ZJ105。
[0008]所述擴(kuò)鏈劑為噁唑啉類擴(kuò)鏈劑、環(huán)氧樹脂類擴(kuò)鏈劑、異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑或酸酐類擴(kuò)鏈劑中的一種或幾種的任意組合。
[0009]高性能可生物降解高分子材料的制備方法，按上述重量份數(shù)，將玄武巖纖維從擠出機(jī)的喂料口或機(jī)筒開口處加入擠出機(jī)中，或從擠出機(jī)機(jī)頭模具中加入，并與可生物降解高分子材料基體及改性劑一同擠出、切粒，獲得成品。
[0010]玄武纖維是一種經(jīng)天然玄武巖熔融拉伸制備，其成分天然，是一種提高可生物降解材料的理想材料。
[0011]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將玄武巖纖維作為改性材料，與玻纖等非天然纖維相比可生物降解高分子材料與玄武巖纖維間的相容性良好，它不僅能使可生物降解高分子材料基體的力學(xué)性能大幅提高，還可以保持可生物降解高分子材料的環(huán)境友好性。且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保；在降低成本的同時(shí)，力學(xué)性能可以提高2倍以上。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的實(shí)施例1:高性能可生物降解高分子材料，按重量份數(shù)計(jì)算，包括PLA 80份，玄武巖纖維20份以及KH550的硅烷偶聯(lián)劑2份。
[0013]高性能可生物降解高分子材料的制備方法，按上述重量份數(shù)，將玄武巖纖維從擠出機(jī)的喂料口加入擠出機(jī)中，并與PLA及硅烷偶聯(lián)劑一同在190°C擠出、切粒，獲得成品。
[0014]將獲得的粒料注塑成樣條后測(cè)試其力學(xué)性能，另以單純的PLA作為對(duì)比樣本，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1的產(chǎn)品與對(duì)比樣本相比，其拉伸強(qiáng)度從55.3MPa提高到73.5MPa，缺口沖擊強(qiáng)度從3.2KJ/m2提高到8.2 KJ/m2。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施例2:高性能可生物降解高分子材料，按重量份數(shù)計(jì)算，包括PLA 80份，玄武巖纖維20份以及自制的長(zhǎng)鏈環(huán)氧擴(kuò)鏈劑0.7份；長(zhǎng)鏈環(huán)氧擴(kuò)鏈劑的分子結(jié)構(gòu)式如下:

【權(quán)利要求】
1.一種高性能可生物降解高分子材料，其特征在于:按重量份數(shù)計(jì)算，包括可生物降解高分子材料基體50-95份，玄武巖纖維5-50份以及改性劑0.1-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能可生物降解高分子材料，其特征在于:所述的可生物降解高分子材料基體為PLA、PBS、PHBV, PHBS, PHB或PPC中的一種或幾種的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能可生物降解高分子材料，其特征在于:所述的改性劑為偶聯(lián)劑或擴(kuò)鏈劑中的一種或兩種的任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能可生物降解高分子材料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中一種或幾種的任意組合，硅烷偶聯(lián)劑為KH550，KH560或KH590 ;鈦酸酯偶聯(lián)劑為 KR-238S，201，101，ZJlOl 或 ZJ105。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能可生物降解高分子材料，其特征在于:所述擴(kuò)鏈劑為噁唑啉類擴(kuò)鏈劑、環(huán)氧樹脂類擴(kuò)鏈劑、異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑或酸酐類擴(kuò)鏈劑中的一種或幾種的任意組合。
6.一種如權(quán)利要求1所述的高性能可生物降解高分子材料的制備方法，其特征在于:按上述重量份數(shù)，將玄武巖纖維從擠出機(jī)的喂料口或機(jī)筒開口處加入擠出機(jī)中，或從擠出機(jī)機(jī)頭模具中加入， 并與可生物降解高分子材料基體及改性劑一同擠出、切粒，獲得成品。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK104177796SQ201410425213
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】魏喜蘋, 王市偉, 莊永兵 申請(qǐng)人:貴州一當(dāng)科技有限公司