[发明专利]聚乳酸包合物/聚甲醛及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚乳酸包合物/聚甲醛及其制备方法和应用，方法包括以下步骤：(1)聚乳酸包合物的复合：将环糊精溶于二甲基亚砜，得到混合液1，将聚乳酸溶于氯仿，得到混合液2；然后将所述混合液1和所述混合液2混合搅拌、抽滤后得到沉淀，将所述沉淀干燥、研磨，得到聚乳酸包合物；(2)聚乳酸包合物/聚甲醛共混：将所述聚乳酸包合物与聚甲醛混合均匀后，进行熔融共混得到聚乳酸包合物/聚甲醛。本发明制备得到的聚乳酸包合物/聚甲醛具有较好的相容性，分散尺寸小，合金材料力学、热学性能优异。

技术领域

本发明涉及高分子加工技术及生态环境材料领域，尤其涉及一种具有纳米微观结构的聚乳酸包合物/聚甲醛合金材料及其制备方法。

背景技术

传统高分子材料来源于不可再生的石化资源，在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，发展来源于生物质的高分子材料受到了全球关注；同时，也提出了如何平衡能源与社会环境关系的重大问题。

在过去十年中，聚乳酸材料受到工业界的广泛兴趣，原因包括：一、聚乳酸生产原料源于植物，不依赖于石油，在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，可再生的产品必将成为全球范围的紧俏品；二、聚乳酸使用后在一定条件下能生物降解，不产生白色污染，这对于包装材料而言尤为重要；三、聚乳酸属于一种低能耗产品，比以石油产品为原料生产的聚合物低30％-50％能耗；四、聚乳酸的生产、加工和消费后处理过程中的二氧化碳排放量也比普通聚合物材料低20％左右。因此，聚乳酸产品的广泛应用不仅对于减少人类对石油等有限资源的依赖以及建设低碳社会有着重要的意义，而且能降低白色污染，缓解人类面临的环境问题。然而，聚乳酸本身的韧性不足、抗冲性能差，结晶速度缓慢，降解过程中可能产生颗粒性杂质，降解不完全，这极大限制了聚乳酸材料的大范围应用。

聚甲醛是一种重要的工程塑料，具有高冲击强度、高硬度、低摩擦系数、低气体渗透性，同时还具有良好的尺寸稳定性、介电性、热导性以及耐蠕变性等多方面优异的性能，在电子电气，机械，仪表等多个领域具有广泛的应用。但是，聚甲醛也有缺点，比如：耐高温性能差，不耐光鲜照射，耐酸性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有纳米新型结构的聚乳酸包合物/聚甲醛及其制备方法，该材料中聚甲醛和聚乳酸包合物具有较好的相容性，分散尺寸小，合金材料力学、热学性能优异。

为实现上述的发明目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一方面提供一种聚乳酸包合物/聚甲醛的制备方法，包括以下步骤，

(1)聚乳酸包合物的复合：将环糊精溶于二甲基亚砜，得到混合液1，将聚乳酸溶于氯仿，得到混合液2；然后将所述混合液1和所述混合液2混合搅拌、抽滤后得到沉淀，将所述沉淀干燥、研磨，得到聚乳酸包合物；

(2)聚乳酸包合物/聚甲醛共混：将所述聚乳酸包合物与聚甲醛混合均匀后，进行熔融共混得到聚乳酸包合物/聚甲醛。

优选的，步骤(1)中所述环糊精的质量与所述二甲基亚砜的体积之比为1：5-1：10g/ml，所述聚乳酸的质量与所述氯仿的体积之比为1：5-1：10g/ml，所述聚乳酸与所述环糊精的质量比为1：4-1：8，进一步优选的，环糊精选自α或者β环糊精。

在本发明的制备过程中，步骤(1)使用的聚乳酸以乳酸为原料，通过一步法或两步法缩合聚合而成的高分子量的聚合物；进一步优选的，聚乳酸可以是具有不同左旋或右旋含量，也可以是左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的复合物；基于成本考虑，进一步优选采用左旋聚乳酸，左旋聚乳酸的质量含量大于90％；更优选的，采用的聚乳酸中左旋聚乳酸的质量含量大于95％。

优选的，步骤(1)中所述混合液1和所述混合液2混合搅拌的时间为1～3小时，经抽滤得到白色沉淀，用水冲洗沉淀后干燥、研磨，即可得到聚乳酸包合物粉末；进一步优选，进行清水冲洗时使用清水的温度为10-20℃，增加白色沉淀表面的杂质在清水中的溶解度，有效地去除表面杂质含量。