[发明专利]一种制备碳纤维聚乳酸复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种制备碳纤维聚乳酸复合材料的方法，所述碳纤维聚乳酸复合材料由以下组份的原料组成：60‑80份聚乳酸；5‑30份碳纤维；1‑10份表面剂；0.1‑2份增强增韧复合剂；0.1‑1份生物降解材料和0.1‑2份加工助剂；制备方法包括如下步骤：步骤一，按照配方称取原料；步骤二，将表面剂和增强增韧复合剂充分混合得到物料A；步骤三，将得到的物料A与碳纤维、聚乳酸、生物降解材料和加工助剂混合后，得到物料B；步骤四，将物料B加入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却后得到碳纤维聚乳酸复合材料。本发明的碳纤维聚乳酸复合材料具有良好的亲水性，其力学性能有大幅度提高。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种制备碳纤维聚乳酸复合材料的方法。

背景技术

聚乳酸是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成，淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应，通过聚乳酸树脂制成的保鲜膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性，也具有隔离气味的特点；

现有的聚乳酸由于自身存在一些缺陷，从而影响了其加工性能和应用，主要缺陷有：自身强度不高、耐热性差等，另外，PLA的化学结构缺乏反应性官能团，也不具有亲水性，降解速度需要控制，因此有必要对PLA进行改性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种制备碳纤维聚乳酸复合材料的方法，其碳纤维聚乳酸复合材料具有良好的亲水性，其力学性能有大幅度提高。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种制备碳纤维聚乳酸复合材料的方法，所述碳纤维聚乳酸复合材料由以下组份的原料组成：60-80份聚乳酸；5-30份碳纤维；1-10份表面剂；0.1-2份增强增韧复合剂；0.1-1份生物降解材料和0.1-2份加工助剂；

制备方法包括如下步骤：

步骤一，按照配方称取原料；

步骤二，将表面剂和增强增韧复合剂充分混合得到物料A；

步骤三，将得到的物料A与碳纤维、聚乳酸、生物降解材料和加工助剂混合后，得到物料B；

步骤四，将物料B加入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却后得到碳纤维聚乳酸复合材料。

进一步地说，所述碳纤维的长度为10-14mm。

进一步地说，所述生物降解材料为聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯或聚-β-羟基丁酸酯中的一种。

进一步地说，所述加工助剂为橄榄油、蜂蜡或硬脂酸锌中的一种。

进一步地说，所述表面剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯类/丙烯酰胺共聚物或碳纳米管中的一种。

进一步地说，所述增强增韧复合剂为聚甲基丙烯酸丁脂、聚苯乙烯、聚氨脂、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种。

进一步地说，所述碳纤维聚乳酸复合材料由以下重量百分比的原料组成：65-75份聚乳酸；20-25份碳纤维；3-6份表面剂；0.5-1份增强增韧复合剂；0.5-1份生物降解材料和0.5-1.5份加工助剂。

进一步地说，步骤四中，所述熔融挤出的温度为：180-220℃。

本发明的有益效果：