一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料及其 制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 隨著化石燃料資源和塑料后處理壓力的增加，研究和開發(fā)生物可降解高分子材料 成為高分子學(xué)界研究的熱點(diǎn)。聚乳酸是一種具有良好的機(jī)械性能、生物降解性、生物相容性 和環(huán)境友好性，且其是原料來源廣泛的天然可再生資源，成為研究和開發(fā)的最佳選擇。但 是，由于聚乳酸脆性大且價(jià)格昂貴，限制了它的應(yīng)用發(fā)展。將聚乳酸與纖維素共混是一種極 具前途的開發(fā)生物降解材料的技術(shù)方法。但由于聚乳酸的疏水性W及淀粉和纖維素的吸水 性，兩組分之間是熱力學(xué)不相容的，導(dǎo)致組分之間的界面黏結(jié)力較差。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的；本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好力學(xué)性能的聚乳酸-杉木粉-竹 纖維復(fù)合材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案； 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸36~46份， 杉木粉34~50份，竹纖維6~12份，原花青素0. 1~10份，甘油2~5份，線性低密度聚己締1~4 份和爽滑劑1~3份。
[0007] 優(yōu)選地，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸40~42份，杉木粉40~44份，竹纖維 8~10份，原花青素5~7份，甘油3~4份，線性低密度聚己締2~3份和爽滑劑2~3份。
[0008] 更優(yōu)選地，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸41份，杉木粉42份，竹纖維9份，原 花青素6份，甘油3份，線性低密度聚己締2份和爽滑劑2份。
[0009] 所述爽滑劑為芥酸酷胺或油酸酷胺。
[0010] 所述線性低密度聚己締的密度在0. 920~0. 930g/cm3之間。
[0011] 所述聚乳酸為醫(yī)用級(jí)聚乳酸。
[0012] 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚己締及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及爽滑劑一并投入高速混合機(jī)中，分散均 勻，靜置12小時(shí)W上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為；I區(qū)135°C、II區(qū)150°C、m區(qū)170°C、IV區(qū)170°C和V區(qū)135°C;造粒樣品靜置12~1她 后，用單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、m區(qū)170°C和IV區(qū) 13(TC，得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
[0013] 有益效果： 本發(fā)明制備的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料相對(duì)于聚乳酸具有更高的拉伸強(qiáng)度和 彎曲強(qiáng)度，吸水率也降低，更適于加工應(yīng)用。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]W下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[001引 實(shí)施例1 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸36份，杉 木粉34份，竹纖維6份，原花青素0. 1份，甘油2份，線性低密度聚己締1份和芥酸酷胺1 份。
[0017]審IJ備方法，包括如下步驟； (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚己締及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及芥酸酷胺一并投入高速混合機(jī)中，分散 均勻，靜置12小時(shí)W上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為；I區(qū)135°C、II區(qū)150°C、m區(qū)170°C、IV區(qū)170°C和V區(qū)135。造粒樣品靜置12h后，用 單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、III區(qū)170°C和IV區(qū)130°C， 得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
[001引 實(shí)施例2 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸40份，杉 木粉40份，竹纖維8份，原花青素5份，甘油3份，線性低密度聚己締2份和油酸酷胺2份。
[0019] 制備方法，包括如下步驟： (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚己締及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及油酸酷胺一并投入高速混合機(jī)中，分散 均勻，靜置12小時(shí)W上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為；I區(qū)135°C、II區(qū)150°C、m區(qū)170°C、IV區(qū)170°C和V區(qū)135。造粒樣品靜置1化后，用 單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、III區(qū)170°C和IV區(qū)130°C， 得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
[0020]實(shí)施例3 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸41份，杉 木粉42份，竹纖維9份，原花青素6份，甘油3份，線性低密度聚己締2份和芥酸酷胺2份。
[0021] 制備方法，包括如下步驟： (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚己締及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及芥酸酷胺一并投入高速混合機(jī)中，分散 均勻，靜置12小時(shí)W上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為；I區(qū)135°C、II區(qū)150°C、m區(qū)170°C、IV區(qū)170°C和V區(qū)135。造粒樣品靜置16h后，用 單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、III區(qū)170°C和IV區(qū)130°C， 得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
[00過實(shí)施例4 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸42份，杉 木粉44份，竹纖維10份，原花青素7份，甘油4份，線性低密度聚己締3份和油酸酷胺3份。
[0023] 制備方法，包括如下步驟； (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚己締及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及油酸酷胺一并投入高速混合機(jī)中，分散 均勻，靜置12小時(shí)W上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為；I區(qū)135°C、II區(qū)150°C、m區(qū)170°C、IV區(qū)170°C和V區(qū)135。造粒樣品靜置17h后，用 單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、III區(qū)170°C和IV區(qū)130°C， 得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
[0024] 實(shí)施例5 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分；聚乳酸46份，杉 木粉50份，竹纖維12份，原花青素10份，甘油5份，線性低密度聚己締4份和芥酸酷胺3 份。
[00巧]制備方法，包括如下步驟； (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚己締及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及芥酸酷胺一并投入高速混合機(jī)中，分散 均勻，靜置12小時(shí)W上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為；I區(qū)135°C、II區(qū)150°C、m區(qū)170°C、IV區(qū)170°C和V區(qū)135。造粒樣品靜置1她后，用 單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、III區(qū)170°C和IV區(qū)130°C， 得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
[002引性能測(cè)試： 將實(shí)施例1~5制備的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料及聚乳酸進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試及 吸水率測(cè)定，結(jié)果見表1。
[0027]力學(xué)性能測(cè)試方法；采用CMT-5504型萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-92和GB/T9341-2000測(cè)試?yán)煨阅芎蛷澢阅堋?br>[002引 吸水率測(cè)定；按GB1034-98的要求，將10mmX10mmX2mm大小的試樣在50°C條件 下真空干燥4她，稱重（記為ml)，室溫（25°C)下將試樣放入蒸饋水中浸泡2化，然后取出試 樣用濾紙拭干表面，再次稱重(記為m2)，計(jì)算吸水率。吸水率=(m2-ml)/mlX100%。
[0029] 表1力學(xué)性能測(cè)試及吸水率測(cè)定結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計(jì)，包括如下組分： 聚乳酸36~46份，杉木粉34~50份，竹纖維6~12份，原花青素0. 1~10份，甘油2~5份，線性 低密度聚乙烯1~4份和爽滑劑1~3份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，其特征在于，按重 量份計(jì)，包括如下組分：聚乳酸40~42份，杉木粉40~44份，竹纖維8~10份，原花青素5~7 份，甘油3~4份，線性低密度聚乙烯2~3份和爽滑劑2~3份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，其特征在于，按重 量份計(jì)，包括如下組分：聚乳酸41份，杉木粉42份，竹纖維9份，原花青素6份，甘油3份， 線性低密度聚乙烯2份和爽滑劑2份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，其特征在 于，所述爽滑劑為芥酸酰胺或油酸酰胺。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，其特征在 于，所述線性低密度聚乙烯的密度在〇. 920~0. 930g/cm3之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料，其特征在 于，所述聚乳酸為醫(yī)用級(jí)聚乳酸。
7. 基于權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸-杉木粉_竹纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： (1) 將竹纖維及一半用量的甘油加入到聚乳酸中，混合均勻，備用； (2) 將原花青素、線性低密度聚乙烯及剩下一半用量的甘油加入到杉木粉中，混合均 勻，備用； (3) 將步驟（1)的混合物、步驟（2)的混合物及爽滑劑一并投入高速混合機(jī)中，分散均 勻，靜置12小時(shí)以上，備用； (4) 將步驟（3)制得的混合物投入同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，擠出溫度分別 為：I區(qū) 135°C、II區(qū) 150°C、III區(qū) 170°C、IV區(qū) 170°C和V區(qū) 135°C;造粒樣品靜置 12~18h 后，用單螺桿擠出機(jī)擠出成型，擠出溫度分別為I區(qū)150°C、II區(qū)165°C、III區(qū)170°C和IV區(qū) 130°C，得到條狀的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料及其制備方法，按重量份計(jì)，包括如下組分：聚乳酸36~46份，杉木粉34~50份，竹纖維6~12份，原花青素0.1~10份，甘油2~5份，線性低密度聚乙烯1~4份和爽滑劑1~3份。制備方法：包括如下步驟：（1）將竹纖維及一半甘油與聚乳酸混合，備用；（2）將原花青素、線性低密度聚乙烯及一半甘油加入與杉木粉混合，備用；（3）將步驟（1）的混合物、步驟（2）的混合物及爽滑劑一并混合；（4）將混合物用雙螺桿擠出機(jī)中擠出。本發(fā)明制備的聚乳酸-杉木粉-竹纖維復(fù)合材料相對(duì)于聚乳酸具有更高的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，吸水率也降低，更適于加工應(yīng)用。
【IPC分類】B29C47-92, C08L23-08, C08L97-02, C08K5-1545, C08L67-04, C08K5-053
【公開號(hào)】CN104725804
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510147652
【發(fā)明人】王彥軍, 李永超, 郭玉芹
【申請(qǐng)人】蘇州維泰生物技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日