[发明专利]具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧共混材料/超韧高强共混纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料及其制备技术领域，特别涉及具有形状记忆效应的的聚乳酸基超韧共混材料/超韧高强共混纳米复合材料及其制备方法。 

背景技术

形状记忆高分子材料是一种在一定条件下可以自动恢复原来形状的材料，具有非常广泛的应用，如传感器、致动器、可自动变形机翼、自动部署的航天器太阳帆、可自行拆卸的手机、智能织物、手术缝合线、骨折固定平板和牙齿矫正器等。 

聚乳酸来源于可再生资源，具有良好的生物相容性和生物降解性，并且可用于形状记忆材料，目前受到广泛关注。但聚乳酸本身固有的脆性极大地限制了其应用范围。为了改善聚乳酸的韧性，研究者采用共聚或共混的方法对其进行改性，但得到的产品往往综合性能不佳。授权公告号为CN102432852B的中国专利公开了一种聚乳酸基立构复合交联共聚物及其制备方法。该发明采用共聚法制备了具有高韧性且较好形状记忆性能的聚乳酸基交联共聚物，但未提及其强度变化，而且其制备工艺复杂、成本较高。公布号为CN101962468A的中国专利公开了一种高强度耐热聚乳酸复合材料及其制备方法。该发明采用无机/天然纤维增强聚乳酸，虽然提高了聚乳酸的强度，但大大降低了其韧性，且未提及复合材料具有形状记忆效应。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有制备形状记忆高分子材料技术中存在的不足，提供一种具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧共混材料/超韧高强共混纳米复合材料及其制备方法。所述共混材料和共混纳米复合材料统称为聚乳酸基多相体系，其具有高的韧性、强度和形状记忆性能，极大地提高了聚乳酸的应用竞争力；所述制备方法操作简单、工序少、稳定可靠并适于工业化生产。 

具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧共混材料的技术方案如下所述。 

一种具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧共混材料，由聚乳酸和乙烯-辛烯 共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯组成，聚乳酸的质量含量为50～95％，相应地乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量含量为50～5％。 

优选地，所述聚乳酸的数均分子质量为20000～100000，所述乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝率不低于1.0％。 

一种上述的具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧共混材料的制备方法，包括下述步骤：(1)把聚乳酸和乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯按质量比机械混合成预混料；(2)把所述预混料投入挤出机中进行熔融共混，得到聚乳酸基共混物材料。 

优选地，所述挤出机为混沌混炼型挤出机如多边螺槽对流式螺杆挤出机，以利于形成共连续结构、片层、纤维或微米级液滴的相形态，以明显提高聚乳酸基共混材料的韧性。 

具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧高强共混纳米复合材料的技术方案如下所述。 

一种具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧高强共混纳米复合材料，由聚乳酸、热塑性聚氨酯和纳米粒子组成，聚乳酸的质量含量为50～95％，相应地热塑性聚氨酯的质量含量为50～5％，纳米粒子的质量含量为1～15phr。 

优选地，所述聚乳酸的数均分子质量为20000～100000。 

优选地，所述热塑性聚氨酯为聚酯型热塑性聚氨酯。 

优选地，所述纳米粒子为亲水二氧化硅或疏水二氧化硅纳米。 

优选地，所述亲水二氧化硅或疏水二氧化硅纳米粒子的直径为15nm～200nm。 

一种上述的具有形状记忆效应的聚乳酸基超韧高强共混纳米复合材料的制备方法，包括下述步骤：(1)把聚乳酸、热塑性聚氨酯和纳米二氧化硅按质量比机械混合成预混料；(2)把所述预混料投入挤出机中进行熔融混炼，得到聚乳酸基共混纳米复合材料。 

优选地，所述挤出机为混沌混炼型挤出机如多边螺槽对流式螺杆挤出机，以利于形成共连续结构、片层、纤维或微米级液滴的相形态，并使纳米粒子位于聚乳酸与热塑性聚氨酯两相之间的界面上，以明显提高聚乳酸基共混纳米复 合材料的韧性和强度。