聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土复合材料的制备方法，利用聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和表面经低聚乳酸接枝修饰的凹凸棒石粘土熔融共混法制备聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土复合材料，其主要步骤为：（1）丙交酯重结晶精制；（2）利用丙交酯开环反应制备表面经低聚乳酸接枝修饰的凹凸棒石粘土；（3）聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土在双螺杆挤出机中熔融共混。该制备方法改善了凹凸棒石粘土在聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系中的分散状况和相容性，从而有效提高了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇//凹凸棒石粘土复合材料的机械性能和耐热性能，拓展了聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的应用范围。

主权项

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土复合材料的制备方法，该复合材料利用聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和表面经低聚乳酸接枝修饰的凹凸棒石粘土熔融共混制备，包括以下步骤：（1）丙交酯在乙酸乙酯中重结晶精制；（2）精制丙交酯、丙交酯开环反应催化剂、凹凸棒石粘土和溶剂的混合体系在氮气保护下于140℃进行丙交酯开环反应以获得表面经低聚乳酸接枝修饰的凹凸棒石粘土；（3）表面接枝凹凸棒石粘土和聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯切片经混合配料、熔融共混挤出，制得聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土复合材料；其特征在于包括以下具体步骤：（1）丙交酯精制：丙交酯加入乙酸乙酯中，80℃搅拌使其充分溶解，弃去不溶解残渣后的溶液采用程序降温的方法逐步降低溶液的温度至室温，时间为3小时，丙交酯呈白色针状结晶沉淀析出，经过滤得到沉淀析出的丙交酯滤饼，滤液可回收蒸馏再用，滤饼重复上述精制操作，共计5次，精制的丙交酯晶体置于真空干燥箱中于50℃、‑0.09MPa以下真空度条件干燥24小时；（2）凹凸棒石粘土表面接枝：首先，将凹凸棒石粘土在浓度为2.0～3.0 mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡36～48小时，再经去离子水洗涤至pH值为8～9后离心过滤，置于真空干燥箱中于105℃、‑0.09MPa以下真空度条件干燥处理12个小时；然后，向反应器中加入上述改性凹凸棒石粘土、丙交酯开环反应催化剂辛酸亚锡和溶剂二甲苯，改性凹凸棒石粘土质量为精制丙交酯质量的30～50%，丙交酯开环反应催化剂辛酸亚锡质量为精制丙交酯质量的0.02～0.04%，溶剂二甲苯质量为丙交酯质量的1000%，搅拌2分钟后超声振荡0.5小时；接着，向反应器中加入精制丙交酯，并通入干燥的高纯氮气作为保护气氛，迅速加热到120℃，充分搅拌使丙交酯溶解，再升温到140℃，在恒温搅拌下进行丙交酯开环反应24～48小时，丙交酯开环反应得到低聚乳酸接枝修饰的凹凸棒石粘土；最后，反应完毕，将溶液冷却至室温，放入离心机中高速离心，弃去上层清液，向下层沉淀中加入二氯甲烷，搅拌，高速离心，重复上述操作，共计3次，上层清液回收蒸馏再用，表面接枝凹凸棒石粘土沉淀物于80℃、‑0.09MPa以下真空度条件干燥12小时；（3）聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土熔融共混：将上述制得的表面接枝低聚乳酸的凹凸棒石粘土和聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯切片按确定质量比混合均匀，凹凸棒石粘土与聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯之和的比例是1.5:100质量份数，聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的比例是95:5～55:45质量份数，混合均匀的配料在双螺杆挤出机中于最高加热区温度179～185℃条件下熔融共混挤出，制得聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/凹凸棒石粘土复合材料；其中，聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯切片均已分别经60℃、‑0.09MPa以下真空度条件干燥4小时预处理。