CN114350130A - 一种高强韧聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强韧聚乳酸复合材料及其制备方法，该复合材料包括聚乳酸、聚乙二醇、异氰酸酯交联剂、MXene纳米片、抗氧剂等原料；本申请的复合材料，具有机械强度高、冲击性能优异等特点；本发明的复合材料的制备方法，在密炼机或双螺杆挤出机的高速剪切作用下异氰酸酯交联剂与聚乙二醇、聚乳酸及MXene纳米片原位动态硫化生成交联聚氨酯、聚乳酸‑g‑聚氨酯共聚物以及接枝改性的MXene纳米片，从而保证了交联聚氨酯以及MXene纳米片与聚乳酸基体具有强的界面相互作用；本申请的聚乳酸复合材料的制备方法，工艺简单，制备路线切合绿色、低碳、环保的发展趋势和要求。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种高强韧聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着石油资源枯竭和环保意识增强，环境友好生物基高分子材料的研制和开发受到了学术界和产业界的广泛关注。聚乳酸(PLA)因其优良的生物相容性和生物降解性、较高的机械强度和模量以及易加工成型等特性，有望在诸多领域取代传统的石油基高分子材料，是近年来研究开发最为活跃的生物基高分子材料之一，具有广阔的应用前景。然而，较低的常温缺口冲击强度(2.0～3.0kJ/m2)和断裂伸长率(2-10％)严重限制了PLA的大规模应用，也对其取代石油基高分子材料的前景蒙上了一层阴影。因此，为进一步扩宽其应用领域，提高韧性是PLA改性的研究重点之一。
针对PLA的脆性缺陷，虽已发展出增塑、共聚、共混及立构复合等多种增韧改性方法，但共混增韧改性依然因方法简单、高效、易实现工业化制备而备受关注。相比于普通的共混增韧改性手段，为提高相界面相互作用，以实现最大限度的增韧效果，基于反应共混的动态硫化技术被广泛应用。但是，在利用弹性体对脆性材料进行增韧改性时，不可避免会损失强度和模量。刚性纳米材料可改善共混物的界面相互作用，降低分散相尺寸，提高共混物性能。但要实现熔融加工过程中纳米材料在聚合物基体中的均匀分散与强界面相互作用依然存在较大难度。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种高强韧聚乳酸复合材料及其制备方法，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种高强韧聚乳酸复合材料，包括以下重量份原料：60～90份的聚乳酸、5～20份的聚乙二醇、5～20份的异氰酸酯交联剂、0.05～5份的MXene纳米片、0.3～1.0份的抗氧剂。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料，所述聚乳酸包括聚L-乳酸、聚D-乳酸和外消旋聚乳酸中的至少一种。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料，所述聚乙二醇的平均分子量为400～5000。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料，所述异氰酸酯交联剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯三聚体及二环已基甲烷-4,4‘-二异氰酸酯三聚体中的至少一种。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DLTP中的至少一种。
第二方面，本发明还提供了一种所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙二醇、MXene纳米片加入至水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
将聚乳酸、聚乙二醇/MXene共混物、抗氧剂置于密炼机或双螺杆挤出机中熔融塑化，然后加入异氰酸酯交联剂，交联反应，即得到高强韧聚乳酸复合材料。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，若采用密炼机，则控制密炼机的温度为160～220℃、转子转速为50～100rpm，交联反应时间为5～20min。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，若采用双螺杆挤出机，则控制双螺杆挤出机的温度为120～220℃、转子转速为100～250rpm，交联反应时间为3～5min。
优选的是，所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，还包括将交联反应后的物料注入注塑机中成型，其中注塑温度为180～220℃、注塑压力为50～60MPa。
本发明的一种高强韧聚乳酸复合材料及其制备方法，相对于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明的高强韧聚乳酸复合材料，包括聚乳酸、聚乙二醇、异氰酸酯交联剂、MXene纳米片、抗氧剂，本申请的聚乳酸复合材料，具有机械强度高，优异的冲击性能等特点，可广泛用于汽车工业、农业生产、包装、服装等领域；
2、本发明的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，聚乳酸、聚乙二醇/MXene共混物、抗氧剂置于密炼机或双螺杆挤出机中熔融塑化后，再加入异氰酸酯交联剂，在密炼机或双螺杆挤出机的高速剪切作用下异氰酸酯交联剂与聚乙二醇、聚乳酸及MXene纳米片原位动态硫化生成交联聚氨酯、聚乳酸-g-聚氨酯共聚物以及接枝改性的MXene纳米片，从而保证了交联聚氨酯以及MXene纳米片与聚乳酸基体具有强的界面相互作用，可通过调整聚乙二醇分子量及其含量、MXene纳米片含量对聚乳酸复合材料性能进行任意调控；本申请的聚乳酸复合材料的制备方法，工艺简单，制备路线切合绿色、低碳、环保的发展趋势和要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料，包括以下重量份原料：60～90份的聚乳酸、5～20份的聚乙二醇、5～20份的异氰酸酯交联剂、0.05～5份的MXene纳米片、0.3～1.0份的抗氧剂。
本申请的聚乳酸复合材料，具有机械强度高，优异的冲击性能等特点，可广泛用于汽车工业、农业生产、包装、服装等领域。
在一些实施例中，聚乳酸包括聚L-乳酸、聚D-乳酸和外消旋聚乳酸中的至少一种。
在一些实施例中，聚乙二醇的平均分子量为400～5000，优选的，平均分子量为800～1200，进一步优选为1000。
在一些实施例中，异氰酸酯交联剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)、甲苯二异氰酸酯三聚体(TDIT)、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(IPDIT)、二苯基甲烷二异氰酸酯三聚体(MDIT)及二环已基甲烷-4,4‘-二异氰酸酯三聚体(HMDIT)中的至少一种。
在一些实施例中，抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DLTP中的至少一种。
在一些实施例中，异氰酸酯交联剂与聚乙二醇的摩尔比为(0.5～1.5):1。
具体的，本申请中所采用的MXene纳米片既可以在市场上购买得到，也可以用过现有的常规方法制备得到，具体制备方法为：采用原位HF法，通过盐酸(HCl)和氟化锂(LiF)混合刻蚀剂选择性化学刻蚀MAX相(Ti3AlC2)粉末中的Al，离心洗涤得到堆叠的褐色或黑褐色MXene(Ti3C2)粉末，结合手摇振荡、水浴超声、探针式超声、梯度层级离心分离及冷冻干燥等手段制备出可稳定水分散且高效剥离的MXene纳米片。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了上述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚乙二醇、MXene纳米片加入至水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将聚乳酸、聚乙二醇/MXene共混物、抗氧剂置于密炼机或双螺杆挤出机中熔融塑化，然后加入异氰酸酯交联剂，交联反应，即得到高强韧聚乳酸复合材料。
需要说明的是，本申请的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，聚乳酸、聚乙二醇/MXene共混物、抗氧剂置于密炼机或双螺杆挤出机中熔融塑化后，再加入异氰酸酯交联剂，在密炼机或双螺杆挤出机的高速剪切作用下异氰酸酯交联剂与聚乙二醇、聚乳酸及MXene纳米片原位动态硫化生成交联聚氨酯、聚乳酸-g-聚氨酯共聚物以及接枝改性的MXene纳米片，从而保证了交联聚氨酯以及MXene纳米片与聚乳酸基体具有强的界面相互作用，可通过调整聚乙二醇分子量及其含量、MXene纳米片含量对聚乳酸复合材料性能进行任意调控；本申请的聚乳酸复合材料的制备方法，工艺简单，制备路线切合绿色、低碳、环保的发展趋势和要求。
具体而言，步骤S1中水作为介质用于混合聚乙二醇和MXene纳米片，混合均匀后通过冷冻干燥法将水除去，水的加入量对制备得到的聚乳酸复合材料的性能没有影响，水的具体加入量可根据实际情况进行确定。
在一些实施例中，若采用密炼机，则控制密炼机的温度为160～220℃、转子转速为50～100rpm，交联反应时间为5～20min。
在一些实施例中，若采用双螺杆挤出机，则控制双螺杆挤出机的温度为120～220℃、转子转速为100～250rpm，交联反应时间为3～5min。
在一些实施例中，还包括将交联反应后的物料注入注塑机中成型，其中注塑温度为180～220℃、注塑压力为50～60MPa。
下面进一步以具体实施例说明本申请的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，且以下实施例与对比例中所用的聚乳酸在使用前均在80℃条件下干燥处理4小时。
实施例1
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将28.94g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.2gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入11.06g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例2
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将28.94g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入11.06g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例3
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将28.94g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.8gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入11.06g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例4
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将28.94g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、1.6gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入11.06g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例5
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将28.94g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、3gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入11.06g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例6
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将14.47g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将180g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入5.53g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例7
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将23.26g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入16.74g异氰酸酯交联剂异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(IPDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例8
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将19.52g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入20.48g异氰酸酯交联剂甲苯二异氰酸酯三聚体(TDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例9
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将26.23g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入13.77g异氰酸酯交联剂二苯基甲烷二异氰酸酯三聚体(MDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例10
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将30.34g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入9.66g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
实施例11
本实施例提供了一种高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将27.43g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)、0.4gMXene纳米片加入至100g水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
S2、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入S1中的聚乙二醇/MXene共混物，混合5min后，加入12.57g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S3、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
对比例1
本对比例提供了一种聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将200g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，混合20min后出料；
S2、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
对比例2
本对比例提供了一种聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将160g聚乳酸(美国Nature Works公司，左旋聚乳酸4032D，PLLA)、0.4g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168加入到温度为180℃、转子转速为60r/min的哈克转矩流变仪(密炼机的一种)中，2min后加入28.94g聚乙二醇1000(阿拉丁试剂)混合5min后，加入11.06g异氰酸酯交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDIT)，继续共混13min后出料；
S2、用破碎机将出料后的产物破碎，然后注入单螺杆注塑机中注射成型即得聚乳酸复合材料，其中，注塑温度为200℃，注塑压力为55MPa。
测试上述实施例1～11以及对比例1～2中制备得到的聚乳酸复合材料拉伸强度、断裂伸长率以及冲击强度，结果如下表1所示。其中，拉伸强度及断裂伸长率根据GB/T1040-2006进行测试，冲击强度根据GB/T1843-2008进行测试。
表1-不同实施例制备得到的聚乳酸复合材料的性能
| 实施例 | 拉伸强度 | 断裂伸长率 | 冲击强度 |
| 实施例1 | 38.72MPa | 198.32％ | 31.95kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例2 | 42.44MPa | 172.12％ | 25.91kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例3 | 41.38MPa | 149.33％ | 19.43kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例4 | 40.47MPa | 135.58％ | 17.21kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例5 | 38.89MPa | 72.62％ | 15.60kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例6 | 51.85MPa | 28.19％ | 19.04kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例7 | 35.77MPa | 161.37％ | 21.83kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例8 | 34.51MPa | 130.78％ | 17.82kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例9 | 40.39MPa | 84.94％ | 15.65kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例10 | 39.25MPa | 215.2％ | 14.64kJ/m<sup>2</sup> |
| 实施例11 | 44.27MPa | 205.46％ | 27.48kJ/m<sup>2</sup> |
| 对比例1 | 61.24MPa | 5.61％ | 2.31kJ/m<sup>2</sup> |
| 对比例2 | 25.79MPa | 283.82％ | 73.62kJ/m<sup>2</sup> |
从表1中可以看出，对比例1中聚乳酸复合材料的拉伸强度很高，但是韧性(断裂伸长率和冲击强度)不高；因此需要对聚乳酸材料进行增韧改性，但是一般的改性方法在提高聚乳酸材料韧性的同时，势必会降低其拉伸强度，例如本申请对比例2中所示。而本申请的聚乳酸复合材料的制备方法，通过特殊的工艺步骤引入少量的MXene纳米片，提高MXene纳米片的分散效果而得到一种强度和韧性适中的聚乳酸复合材料，即高强度和高韧性的聚乳酸复合材料。本申请实施例1～11制备得到的聚乳酸复合材料，就最终综合性能而言，实施例6、11为较优实施例。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高强韧聚乳酸复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：60～90份的聚乳酸、5～20份的聚乙二醇、5～20份的异氰酸酯交联剂、0.05～5份的MXene纳米片、0.3～1.0份的抗氧剂。
2.如权利要求1所述的高强韧聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚乳酸包括聚L-乳酸、聚D-乳酸和外消旋聚乳酸中的至少一种。
3.如权利要求1所述的高强韧聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为400～5000。
4.如权利要求1所述的高强韧聚乳酸复合材料，其特征在于，所述异氰酸酯交联剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯三聚体及二环已基甲烷-4,4‘-二异氰酸酯三聚体中的至少一种。
5.如权利要求1所述的高强韧聚乳酸复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DLTP中的至少一种。
6.一种如权利要求1～5任一所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚乙二醇、MXene纳米片加入至水中，超声分散，冷冻干燥得到聚乙二醇/MXene共混物；
将聚乳酸、聚乙二醇/MXene共混物、抗氧剂置于密炼机或双螺杆挤出机中熔融塑化，然后加入异氰酸酯交联剂，交联反应，即得到高强韧聚乳酸复合材料。
7.如权利要求6所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，若采用密炼机，则控制密炼机的温度为160～220℃、转子转速为50～100rpm，交联反应时间为5～20min。
8.如权利要求6所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，若采用双螺杆挤出机，则控制双螺杆挤出机的温度为120～220℃、转子转速为100～250rpm，交联反应时间为3～5min。
9.如权利要求6所述的高强韧聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，还包括将交联反应后的物料注入注塑机中成型，其中注塑温度为180～220℃、注塑压力为50～60MPa。
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