[发明专利]一种聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料制备技术领域，涉及一种聚乳酸/蒙脱土纳米 复合材料的制备方法。

背景技术

纳米粒子具有独特的纳米效应，但纳米效应是一把双刃剑，它的不利之 处在于容易使纳米粒子之间发生自发团聚(热力学不稳定性)，团聚的纳米 粒子会使材料出现应力集中区域，严重影响材料的某些性能；如果聚乳酸分 子不能插层到堆叠的片层、或者片层不能将单个片层剥离，则发挥不出硅酸 盐片层的优势，复合材料达不到较好的效果；此外，聚乳酸和蒙脱土二者的 面问题对于复合材料的好坏也是至关重要的。

性能优良的聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料具备以下三个条件：(1)蒙脱 土纳米粒子均匀分散在聚乳酸中；(2)片层微观结构为插层或者剥离状态， 与聚乳酸基质充分接触；(3)蒙脱土与聚乳酸基体间具有较强的界面相容性 和界面结合力。达到以上条件的途径为：(1)改善工艺，充分利用双螺杆挤 出机较强的混合力和剪切力；(2)使用有机季铵盐改性蒙脱土以后，蒙脱土 片层间距增加，这使得片层插层或者剥离更为容易，有机化改性的蒙脱土与 聚乳酸具有更好的相容性和结合力。

在高分子领域，母料的定义是把助剂超常量地载附于树脂中而制成的浓 缩体；在制造聚合物制品时，不必再加入该种助剂，而只需加入相应的母料 即可。如今已有许多相关研究。采用母料法的优势是：(1)工艺简单，使用 方便，有利于提高生产效率；(2)蒙脱土两次经过熔融挤出，混合剪切效果 好。用母料法加强蒙脱土的分散性是非常有效的，而目前还没有在聚乳酸这 类可降解材料当中运用过母料法。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，解 决了现有聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料制备中蒙脱土在聚乳酸中分散不好的 的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备 方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，制备母液

按质量百分比称取以下原料：聚乳酸85％～95％，有机改性蒙脱土4％～ 14％，粘着剂0.5％～1％，以上组分总和为100％，将聚乳酸与粘着剂在高速 混合机中混合30min，再加入有机改性蒙脱土混合，然后通过双螺杆挤出机 挤出，将产物切粒干燥，即得到母料；

步骤2，制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料

按质量百分比称取以下原料：聚乳酸45％～55％，母料45％～55％，以 上组分总和为100％，将聚乳酸和母料在高速混合机中混合10min～15min， 然后通过挤出机挤出，制成粒料，即得到聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料。

本发明的特点还在于，

其中步骤1中粘着剂为硅油。

其中步骤1中有机改性蒙脱土的混合条件为混合机转速400rpm，混合 时间5min～10min。

其中步骤1中挤出条件为挤出机的转速是100rpm，喂料速度100g/min， 温度为165℃～180℃。

其中步骤2中挤出条件与步骤1中母料的挤出条件相同。

本发明的有益效果是，采用本发明制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料， 有机改性蒙脱土在聚乳酸中分散均匀，相容性良好，结合力强，制得的聚乳 酸/蒙脱土纳米复合材料为片层剥离型材料，较其他方法制得的产品，其各 项性能都得到显著提高。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，制备母液

按质量百分比称取以下原料：聚乳酸85％～95％，有机改性蒙脱土4％～ 14％，硅油0.5％～1％，以上组分总和为100％。将聚乳酸与硅油在高速混合 机中混合30min，再加入有机改性蒙脱土在400rpm的速度下混合5min～ 10min，然后通过双螺杆挤出机挤出。挤出机的转速是100rpm，喂料速度 100g/min，温度为165℃～180℃。将产物切粒干燥，即得到母料。

步骤2，制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料

按质量百分比称取以下原料：聚乳酸45％～55％，母料45％～55％，以 上组分总和为100％。将聚乳酸和母料在高速混合机中混合10min～15min， 然后通过挤出机挤出(与母料挤出条件相同)，制成粒料，即得到聚乳酸/蒙 脱土纳米复合材料。