[发明专利]一种改性生物质纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种改性生物质纤维增强聚乳酸复合材料，它是用乳酸通过酯化反应对生物质纤维进行接枝改性，得到改性生物质纤维，再以改性生物质纤维和聚乳酸为原料，经密炼制成改性生物质纤维和聚乳酸的均质混合物，再将所得的改性生物质纤维与聚乳酸的均质混合物在热压机中热压成型后经冷却固化得到的复合材料。本发明制备方法操作简单，生产效率高，制备的复合材料其组分之间界面结合良好，与聚乳酸相比，本发明的复合材料在力学性能与热学性能上均有较大提高，且大大降低了材料的成本。本发明复合材料同时保持了聚乳酸良好的生物降解性与生物相容性，可用于制备新型环保的工程塑料与骨折内固定等组织工程材料。

主权项

一种改性生物质纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于，它是以改性生物质纤维和聚乳酸为原料，经密炼制成改性生物质纤维和聚乳酸的均质混合物，再将所得的改性生物质纤维与聚乳酸的均质混合物在热压机中热压成型后经冷却固化得到的复合材料；作为原料的改性生物质纤维和聚乳酸的用量配比为：改性生物质纤维10～50wt％，聚乳酸50～90wt％；所述的作为原料的改性生物质纤维按以下方法制备得到：(a)采用减压脱水工艺对乳酸进行脱水处理：脱水温度为70～140℃，真空度为‑0.06～‑0.1MPa，在机械搅拌下脱水2～4h，得到脱水乳酸；(b)生物质纤维干燥：将生物质纤维放入50～80℃烘箱中干燥24h以上，得到干燥的生物质纤维；(c)用乳酸对生物质纤维进行改性：以脱水乳酸和干燥的生物质纤维为原料，用锡类化合物作催化剂进行反应，原料和催化剂的用量比为：脱水乳酸50～90wt％，干燥的生物质纤维9～50wt％，催化剂0.05～0.5wt％；反应的具体过程为：首先在50～70℃、‑0.08～‑0.1MPa压力条件下搅拌反应3～6h，然后升温至90～110℃，在‑0.08～‑0.1MPa压力条件下搅拌反应3～6h，最后升温至140～160℃，在‑0.08～‑0.1MPa压力条件下继续搅拌反应3～6h，即得到粗制改性生物质纤维；(d)粗制改性生物质纤维的纯化：用有机溶剂对步骤(c)所得粗制改性生物质纤维进行清洗1～3次，以除去未反应的乳酸和聚乳酸副产物，即得到改性生物质纤维。