CN105623216A - 一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法 - Google Patents

一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105623216A
CN105623216A CN201610104492.8A CN201610104492A CN105623216A CN 105623216 A CN105623216 A CN 105623216A CN 201610104492 A CN201610104492 A CN 201610104492A CN 105623216 A CN105623216 A CN 105623216A
Authority
CN
China
Prior art keywords
beta
composite
poly
hydroxy
acid ester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610104492.8A
Other languages
English (en)
Inventor
吴德峰
陈建香
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou University
Original Assignee
Yangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhou University filed Critical Yangzhou University
Priority to CN201610104492.8A priority Critical patent/CN105623216A/zh
Publication of CN105623216A publication Critical patent/CN105623216A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法，涉及对聚(β-羟基丁酸酯)改性技术领域，也涉及可降解塑料技术领域。本发明利用乙基纤维素(EC)作为分散相，采用合适的工艺与聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)熔融共混，使EC均匀分散于生物可降解聚酯PHB基体中，制备出高性能绿色聚合物材料，在纤维素基复合材料中，EC影响基体聚合物的晶体形态和结晶速率，甚至改变不相容共混体系的相容性和界面性质，最后改变基体聚合物的最终性能，从而控制复合材料的力学性能、结晶度和晶体形态。

Description

一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及对聚(β-羟基丁酸酯)改性技术领域，也涉及可降解塑料技术领域。
背景技术
近年来，生物基聚合物材料被用在不同的领域来缓解不可降解塑料制品带来的环境污染问题。
聚(β-羟基丁酸酯)（PHB）作为微生物合成的生物可降解材料吸引了广泛的关注，PHB是一种结晶度高、结晶速率快,较脆并且降解速率比较慢的材料，这限制了PHB的使用。PHB相对不是很高的分子量，也使得其在加工过程中展现出较低的熔体强度，这也限制了PHB材料最终的使用范围。
纤维素基材料由于其广泛的原材料来源和环境友好的特性而被大量研究，乙基纤维素（EC）作为典型的纤维素衍生物，具有热塑性、高机械强度、良好的耐热性以及热稳定性。
发明内容
本发明针对上述缺陷提供一种基于乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的制备方法，以改变不相容共混体系的相容性和界面性质，最后改变基体聚合物的最终性能。
本发明技术方案是：将干燥的乙基纤维素(EC)与聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)置于密炼机中，在密炼机的温度为180℃、转子转速为90rpm的条件下，熔融共混取得到乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料。
本发明利用乙基纤维素(EC)作为分散相，采用合适的工艺与聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)熔融共混，使EC均匀分散于生物可降解聚酯PHB基体中，制备出高性能绿色聚合物材料，在纤维素基复合材料中，EC影响基体聚合物的晶体形态和结晶速率，甚至改变不相容共混体系的相容性和界面性质，最后改变基体聚合物的最终性能，从而控制复合材料的力学性能、结晶度和晶体形态。
进一步地，为了使复合材料中EC的质量百分含量可在1~20%中调节，所述乙基纤维素与聚(β-羟基丁酸酯)的投料质量比为1～25∶100。当复合材料中EC质量分数为1%时，复合材料的力学性能最佳。当复合材料中EC质量分数为20%时，复合材料出现逾渗行为。而当复合材料中EC质量分数为1～20%时，复合材料的结晶度和晶体形态发生变化。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的扫描电镜图。
图2为本发明实施例3制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的扫描电镜图。
图3为实施例1，实施例2，实施例3和对比例1的制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的拉伸强度性能对比图。
图4为实施例1，实施例2，实施例3和对比例1的制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的冲击强度性能对比图。
图5为实施例1，实施例2，实施例3和对比例1制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的储能模量性能对比图。
图6为实施例1，实施例2，实施例3和对比例1制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料的损耗模量性能对比图。
图7为本发明制备的乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料在不同温度下的球晶形态图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
以下结合实施例，对本发明的技术方案作进一步说明，但这些实施例的目的并不在于限制本发明的保护范围。在这些实施例中，除另有说明外，所有百分含量均以重量计。
一、生产实施例：
实施例1：
1、首先将乙基纤维素（EC）与聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)置于真空干燥箱中，于60℃条件下干燥24h，冷却至室温，将质量比为1∶99的EC与PHB置于密炼机中，控制密炼机温度为180℃，转子转速为90rpm，熔融共混5min后，即得到乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料。
2、使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型（32mm×4mm×2mm）和标准矩形（80mm×10mm×4mm）样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度180℃，模具温度30℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
实施例2：
1、首先将EC与PHB置于真空干燥箱中，于60℃条件下干燥24h，冷却至室温，将质量比为5∶95的EC与PHB置于密炼机中，控制密炼机温度为180℃，转子转速为90rpm，熔融共混5min后，即得到乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料。
2、使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型（32mm×4mm×2mm）和标准矩形（80mm×10mm×4mm）样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度180℃，模具温度30℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
实施例3：
1、首先将EC与PHB置于真空干燥箱中，于60℃条件下干燥24h，冷却至室温，将质量比为20∶80的EC与PHB置于密炼机中，控制密炼机温度为180℃，转子转速为90rpm，熔融共混5min后，即得到乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料。
2、使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型（32mm×4mm×2mm）和标准矩形（80mm×10mm×4mm）样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度180℃，模具温度30℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
对比例1：
1、首先PHB置于真空干燥箱中，于60℃条件下干燥24h，冷却至室温，将PHB置于密炼机中，控制密炼机温度为180℃，转子转速为90rpm，熔融混合5min后，即得到纯聚(β-羟基丁酸酯)材料。
2、使用微型注塑机将出料注射成标准哑铃型（32mm×4mm×2mm）和标准矩形（80mm×10mm×4mm）样条用于拉伸性能和冲击性能的测试。注射工艺为：料筒温度180℃，模具温度30℃，注射压力600bar，保压压力500bar。
二、分析：
图1、2分别为实施例1和实施例3取得的复合材料的扫描电镜图，从图中可以看出EC均匀分散在PHB基体中，并且分散相EC的尺寸不依赖于含量的变化。
从图3和图4的力学性能对比图可见：EC的加入有效改善了PHB的力学性能，当EC含量为1%时，拉伸强度提高了22%，从27.5MPa提高到33.3MPa。在该含量下，复合材料的冲击强度也最高。
从图5和图6的流变性能对比图可见：复合材料的模量随着EC含量的增加而明显提高，当EC含量达到20%时，体系的低频区的储能模量高于损耗模量，出现逾渗。
图7为实施例1，实施例2，实施例3和对比例1在不同温度下的球晶形态图。从图7中可以看出，PHB的球晶形态随着温度的变化从径束状转变成环带球晶。EC的加入使得环带球晶的球晶间距变小。
下表为实施例1，实施例2，实施例3和对比例1分别制成的复合材料在5℃/min的升降温速率下的差示扫描量热数据。
上表中，T c：结晶温度；T m：熔融温度；DH c：结晶焓；DH m：熔融焓。
由上表可见：复合材料的结晶温度随着EC含量的升高而降低，且EC的加入降低了复合材料的结晶度。

Claims (2)

1.一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法，其特征在于将干燥的乙基纤维素与聚(β-羟基丁酸酯)置于密炼机中，在密炼机的温度为180℃、转子转速为90rpm的条件下，熔融共混取得到乙基纤维素改性的聚(β-羟基丁酸酯)的复合材料。
2.根据权利要求1所述的改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法，其特征在于所述乙基纤维素与聚(β-羟基丁酸酯)的投料质量比为1～25∶100。
CN201610104492.8A 2016-02-25 2016-02-25 一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法 Pending CN105623216A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610104492.8A CN105623216A (zh) 2016-02-25 2016-02-25 一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610104492.8A CN105623216A (zh) 2016-02-25 2016-02-25 一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105623216A true CN105623216A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56038588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610104492.8A Pending CN105623216A (zh) 2016-02-25 2016-02-25 一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105623216A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106589874A (zh) * 2017-01-03 2017-04-26 扬州大学 乙基纤维素改性聚（β‑羟基丁酸酯）复合材料的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503521A (zh) * 2009-03-05 2009-08-12 上海交通大学 一种高强高韧全生物降解复合材料的制备方法
CN102219988A (zh) * 2010-04-14 2011-10-19 美亚无纺布工业有限公司 一种可降解的循环再生物料
CN102250389A (zh) * 2011-06-17 2011-11-23 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一种木质纤维素增容共混降解高分子材料及其制备方法
CN102665635A (zh) * 2009-12-23 2012-09-12 金伯利-克拉克环球有限公司 热塑性纤维素和微生物脂肪族聚酯的熔融加工膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503521A (zh) * 2009-03-05 2009-08-12 上海交通大学 一种高强高韧全生物降解复合材料的制备方法
CN102665635A (zh) * 2009-12-23 2012-09-12 金伯利-克拉克环球有限公司 热塑性纤维素和微生物脂肪族聚酯的熔融加工膜
CN102219988A (zh) * 2010-04-14 2011-10-19 美亚无纺布工业有限公司 一种可降解的循环再生物料
CN102250389A (zh) * 2011-06-17 2011-11-23 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一种木质纤维素增容共混降解高分子材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106589874A (zh) * 2017-01-03 2017-04-26 扬州大学 乙基纤维素改性聚（β‑羟基丁酸酯）复合材料的制备方法
CN106589874B (zh) * 2017-01-03 2018-12-11 扬州大学 乙基纤维素改性聚（β-羟基丁酸酯）复合材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108795001B (zh) 一种可生物降解聚合物组合物及其应用
CN113088055A (zh) 一种高性能聚乙醇酸基复合材料及其制备方法
CN102532837B (zh) 高分子量聚乳酸立构复合物的制备方法
CN104927322B (zh) 一种快速形成聚乳酸立构复合物的方法
CN111205604B (zh) 超薄高强高韧生物降解地膜材料及薄膜和制备方法及应用
CN109825045B (zh) 一种石墨烯复合生物质增强pbs/pbat生物降解复合材料及其制备方法
CN106467657A (zh) 高耐热pla/pha复合材料及其制备方法
CN106674923B (zh) 一种降解可控pbat/pla复合膜及其制备方法
JP5212183B2 (ja) 樹脂組成物及びこれを用いた成形品
JP5509588B2 (ja) 樹脂組成物及びこれを用いた成形品
CN112920567A (zh) 一种麦秸秆填充改性pla全降解塑料及其制备方法
CN110358273B (zh) 一种具有高抗穿刺性能的生物质抗菌膜
WO2024032073A1 (zh) 聚乳酸/聚己内酯/植物炭黑复合材料及其制备方法
CN104194293B (zh) 一种快速结晶的生物基聚酯组合物及其制备方法
CN106189131A (zh) 超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品及其制备方法
CN103333472B (zh) 具有熔融稳定性的高分子量聚乳酸立构复合物的制备方法
CN103102661B (zh) 一种聚乳酸树脂用的快速成核剂
CN105623216A (zh) 一种改性的聚(β-羟基丁酸酯)复合材料的制备方法
CN111087789B (zh) 一种高抗冲聚碳酸酯/聚乳酸树脂组合物及其制备方法
CN108384173B (zh) 一种高分子量高立构聚乳酸复合材料的制备方法
CN106893276A (zh) 一种高柔韧性和耐热性聚乳酸改性材料及其制备方法
CN102134495A (zh) 高流动性液晶聚合物组合物及其制备方法
CN104109364B (zh) 具有高结晶速率的高结晶度聚乳酸材料或制品的制备方法
CN101475736B (zh) 一种聚乳酸的注塑成型方法
CN104530662A (zh) 一种降解塑料专用料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication