一種高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高分子納米材料的制備方法，尤其涉及一種高阻隔性聚乳酸納米 復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸是目前研宄最廣泛、最具開發(fā)潛力的可生物降解材料，它具有良好的生物 降解性和環(huán)境友好性，然而，聚乳酸的耐熱性能很差，制約了它的應(yīng)用，同時，其氣體阻隔性 能也有待進(jìn)一步提高，以滿足不同的應(yīng)用要求。
[0003] 有鑒于上述現(xiàn)有的阻隔型聚乳酸制備存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè) 計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研宄創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè) 一種新型高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研宄、 設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的阻隔型聚乳酸制備存在的缺陷，而提供一種 新型高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，提高聚乳酸的氣體阻隔性能，從而更加適 于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
[0005] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0006] (1)聚己內(nèi)酯改性蒙脫土的制備：向干燥的燒瓶中通入氮?dú)?0min以除去氧氣，然 后向燒瓶中加入己內(nèi)酯單體和蒙脫土，將分散液超聲振動lh，室溫下密封放置24h，使己內(nèi) 酯單體充分插入蒙脫土片層中；向燒瓶中加入引發(fā)劑，加熱后進(jìn)行插層聚合反應(yīng)，將得到的 產(chǎn)物溶于甲苯，超聲振動后離心分離，離心產(chǎn)物經(jīng)甲苯多次洗滌離心后干燥即得聚己內(nèi)酯 改性蒙脫土。
[0007] (2)阻隔母粒的制備：通過高混機(jī)，使聚乳酸和少量的硅油混合，再加入聚己內(nèi)酯 改性蒙脫土高速混合4min，然后通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度180°C。
[0008] (3)高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備：將阻隔母粒和聚乳酸混合均勾，轉(zhuǎn)矩 流變儀上熔融共混8min，混合溫度190°C，即得高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料。
[0009] 更進(jìn)一步的，前述的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，所述（1)中蒙脫 土用量為己內(nèi)酯單體質(zhì)量的5%~10%。
[0010] 更進(jìn)一步的，前述的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，所述（1)中引發(fā) 劑用量為己內(nèi)酯單體用量的〇. 2%~0. 8%。
[0011] 更進(jìn)一步的，前述的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，所述引發(fā)劑為辛 酸亞錫、氯化亞錫、乙酰丙酮錫、草酸亞錫、異丙醇鋁、三乙基鋁、B卜啉鋁、鈦酸四丁酯、鈦酸 四丙酯或異丁基三苯酚鈦中的一種。
[0012] 更進(jìn)一步的，前述的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，所述（2)中聚乳 酸和聚己內(nèi)酯改性蒙脫土的質(zhì)量比為100:20~30。
[0013] 更進(jìn)一步的，前述的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，所述（3)所述聚 乳酸與阻隔母粒的質(zhì)量比為100:1~5。
[0014] 更進(jìn)一步的，前述的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法，所述（1)中插層 聚合的反應(yīng)溫度為140~180°C，反應(yīng)時間為8~12h。
[0015] 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法至少具有下 列優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 蒙脫土是一類典型的層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，它的片層由兩個硅氧四面體晶片之 間夾著一個鋁氧八面體晶片構(gòu)成，呈"三明治"結(jié)構(gòu)。而一般的有機(jī)單體或聚合物為親油憎 水型的，因此有效促進(jìn)蒙脫土在單體或基體聚合物中分散、插層或剝離，提高有機(jī)、無機(jī)界 面的粘合力，形成插層型或剝離型結(jié)構(gòu)，分散在聚乳酸基體中的蒙脫土片層增加氣體擴(kuò)散 的路徑，是提高聚乳酸的氣體阻隔性能的有效措施。
[0017] 蒙脫土片層的剝離程度和分散尺寸是影響復(fù)合材料阻隔性能的重要因素，熔融插 層由于大分子的尺寸效應(yīng)，插入層間的位阻較大，因此本發(fā)明采用己內(nèi)酯原位插層聚合法 改性蒙脫土，獲得完全剝離型改性蒙脫土，采用母粒法改善蒙脫土的分散情況，再通過熔融 共混制得高阻隔性的聚乳酸納米復(fù)合材料，獲得較高的阻隔性能。
[0018] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如后。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對依據(jù) 本發(fā)明提出的高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備方法其【具體實(shí)施方式】、特征及其功效， 詳細(xì)說明如后。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] (1)聚己內(nèi)酯改性蒙脫土的制備：向干燥的燒瓶中通入氮?dú)?0min以除去氧氣，然 后向燒瓶中加入質(zhì)量比為100 :5的己內(nèi)酯單體和蒙脫土，將分散液超聲振動lh，室溫下密 封放置24h，使己內(nèi)酯單體充分插入蒙脫土片層中，向燒瓶中加入己內(nèi)酯單體質(zhì)量0. 2%的 引發(fā)劑鈦酸四丁酯，插層聚合在180°C下密封進(jìn)行8h，將得到的產(chǎn)物溶于甲苯，超聲振動后 離心分離，離心產(chǎn)物經(jīng)甲苯多次洗滌離心后干燥即得聚己內(nèi)酯改性蒙脫土。
[0022] (2)阻隔母粒的制備：通過高混機(jī)，使聚乳酸和少量的硅油混合，再加入10%聚己 內(nèi)酯改性蒙脫土高速混合4min，然后通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度180°C。
[0023] (3)高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合材料的制備：將阻隔母粒和聚乳酸以1:100的配比 混合均勻，在轉(zhuǎn)矩流變儀上熔融共混8min，混合溫度190°C，即得高阻隔性聚乳酸納米復(fù)合 材料。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] (1)聚己內(nèi)酯改性蒙脫土的制備：向干燥的燒瓶中通入氮?dú)?0min以除去氧氣，然 后向燒瓶中加入質(zhì)量比為100 :6的己內(nèi)酯單體和蒙脫土，將分散液超聲振動lh，室溫下密 封放置24h，使己內(nèi)酯單體充分插入蒙脫土片層中，向燒瓶中加入己內(nèi)酯單體質(zhì)量0. 4%的 引發(fā)劑辛酸亞錫，插層聚合在170