[发明专利]纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料及其制备方法

权利要求书

1.纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料，其特征在于该生物降解材料是由增韧材料和包覆粒子共同改性聚乳酸得到的；所述增韧材料为聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚碳酸酯或聚己内酯；所述包覆粒子是以纤维素为内核，中间层为硅酸，外层为纳米氧化物包覆的粒子；所述纳米氧化物为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁或纳米氧化锆。

2.如权利要求1所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

一、纤维素/硅酸/纳米氧化物包覆粒子的制备：

将纤维素分散于硅酸钠水溶液中得到纤维素分散液，将纳米氧化物分散于有机酸中得到氧化物有机酸分散液，将纤维素分散液滴于醇中分为上层清液A与下层液B，收集下层液B，在室温下向氧化物有机酸分散液中边搅拌边滴入下层液B，待颗粒固化后得到以纤维素为内核，中间层为硅酸，外层为纳米氧化物包覆的包覆改性粒子；其中纤维素和硅酸钠水溶液的质量比为(1～10)：(3～50)，纤维素和纳米氧化物的质量比为(1～5)：(1～10)，硅酸钠水溶液和有机酸的质量比为(1～5)：(1～40)；

二、纤维素/硅酸/纳米氧化物包覆粒子的表面修饰：

将步骤一得到的包覆粒子分散于溶剂中，加入偶联剂，在30～100℃条件下加热搅拌，反应1～6h，得表面处理的包覆粒子悬浊液，然后喷雾干燥，得到表面修饰的纤维素/硅酸/纳米氧化物包覆粒子粉体；其中包覆粒子与偶联剂的质量比为(1～95)：(1～10)；

三、纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备：

将聚乳酸、步骤二得到的表面修饰的纤维素/硅酸/纳米氧化物包覆粒子粉体熔融共混，原料添加顺序依次为聚乳酸、增韧材料、步骤二得到的表面修饰的纤维素/硅酸/纳米氧化物包覆粒子粉体，制备纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料；其中聚乳酸、增韧材料和表面修饰的纤维素/硅酸/纳米氧化物包覆粒子粉体的质量比为(40～89)：(10～40)：(1～20)。

3.根据权利要求2所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤一中纤维素为纳米纤维素或微晶纤维素。

4.根据权利要求2或3所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤一中纳米氧化物为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁或纳米氧化锆。

5.根据权利要求4所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤一中硅酸钠水溶液的模数为1-3.5，波美度为5°～58°。

6.根据权利要求5所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤一中搅拌速度为1000～4000r/min，搅拌时间为5～10min。

7.根据权利要求6所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述有机酸为乙酸、甲酸或丁酸。

8.根据权利要求7所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述偶联剂为锡偶联剂、磷酸酯偶联剂、稀土偶联剂或双羟基甲基丙烯酸甘油酯。

9.根据权利要求8所述的纳米无机氧化物/硅酸/纤维素多层结构复合增强的生物降解材料的制备方法，其特征在于步骤二中搅拌速率为600-2000r/min。