[发明专利]一种含纳米微晶纤维素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含纳米微晶纤维素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料，包括如下质量份的组分：100份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和1‑20份改性纳米微晶纤维素，通过高速共混后挤出造粒；所述改性纳米微晶纤维素通过如下方法制备：将纳米微晶纤维素与无水乙醇混合，超声分散得纳米微晶纤维素悬浮液；将偶联剂溶于无水乙醇中配成偶联剂溶液；将所述纳米微晶纤维素悬浮液和偶联剂溶液混合，75‑85℃回流2‑4h；冷却至室温，经离心分离、烘干后得到所述改性纳米微晶纤维素。本发明通过纳米微晶纤维素经有机改性，可以有效降低界面阻力，提高其与基体材料的相容性，能满足聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的改性需求。

技术领域

本发明涉及可完全生物降解的高分子复合材料领域，尤其涉及一种含纳米微晶纤维素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯具有优异的加工性能，在工业、农业、家居、包装等领域具有很广泛的应用前景。但是，单一的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯具有拉伸强度不足、成本高等缺点，需要借助改性来改善其机械性能并降低成本。

纤维素是自然界中含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50％以上，是制备纳米微晶纤维素的主要原料。棉花纤维、竹纤维、香蕉纤维、木材、甘蔗2等，都是纤维素的丰富来源。棉花是纤维素含量最高的植物之一，其所含的纤维素质地柔软，强度大，是品质最好的植物纤维。经过稀碱处理后可用于生产纤维素酯，纤维素醚和纳米微晶纤维素；从竹子中提取的竹纤维不仅可用于造纸，也可用于制造特殊的纤维，而且我国的福建省泉州市是世界上最大的竹纤维生产基地，能够为竹纤维的制备提供大量原材料；木材不仅是造纸工业的只要原料，也是纤维素化学工业的重要资源。除植物界外，细菌、动物也是纤维素的重要来源。与植物纤维素相比，细菌纤维素无木质素和半纤维素等副产物，具有更高的分子量、结晶度、超精细的网络结构和纤维素含量，由其制备得到的纳米微晶纤维素具有更高的纯度。由于纳米微晶纤维素具有纳米级网状结构、纳米尺寸效应和高比表面积和高力学性能，使其拥有优越的机械性能，作为增强体，对复合材料的机械性能和热稳定性等有显著影响，并且纳米微晶纤维素对原有材料的特性不会产生较大影响。同时它具有生物分解特性，这让它越来越广泛的用作聚合物基底的增强剂。由于纳米微晶纤维素不但具有纤维素来源广、无毒、可生物降解等优点，还具有比表面积大、透明、强度高、纳米尺寸效应、方便化学改性和功能化等优势，纳米微晶纤维素在增强复合材料、催化剂载体、过滤分离、药物载体等领域有着广泛的应用潜力。

因此将纳米微晶纤维素进行改性，并引入到聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯体系中开发可再生资源含纳米微晶纤维素的复合材料具有可观的经济效益和社会价值。目前尚无将纳米微晶纤维素应用于降解复合材料的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含纳米微晶纤维素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。

本发明是通过如下的技术方案实现的：一种含纳米微晶纤维素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料，包括如下质量份的组分：100份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和1-20份改性纳米微晶纤维素，通过高速共混后挤出造粒；所述改性纳米微晶纤维素通过如下方法制备：

步骤一，将纳米微晶纤维素与无水乙醇混合，超声分散得纳米微晶纤维素悬浮液；

步骤二，将偶联剂溶于无水乙醇中配成偶联剂溶液；

步骤三，将所述纳米微晶纤维素悬浮液和偶联剂溶液混合，75-85℃回流2-4h；

步骤四，冷却至室温，经离心分离、烘干后得到所述改性纳米微晶纤维素。

作为优选的技术方案，所述偶联剂的添加量是纳米微晶纤维素质量的0.5-2％。

作为优选的技术方案，所述偶联剂可采用硅烷偶联剂，例如γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。