[发明专利]一种多孔石墨烯/PEG‑SA/PLA复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高耐热性可降解材料制备技术领域，具体涉及一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法。

背景技术

人类进入21世纪以来，科学技术进一步发展，经济发展更加迅猛，但由此所带来的石油危机问题和环境污染问题日益严重，因此开发可降解生物高分子材料具有重要战略意义。聚乳酸(PLA)兼具生物来源和完全可降解两大特性，并因突出的综合性能和逐渐降低的生产成本，将成为替代传统石油基塑料最为理想的环境友好型高分子材料。目前，PLA已经广泛地应用在生物医药和环保等领域，但是由于其内在脆性、结晶速率缓慢、热稳定性差等问题，严重限制了其在更加广泛的领域中的应用。聚乳酸的结晶行为同其力学性能、降解性能以及耐热性等都直接相关，改善聚乳酸的结晶性能可以对聚乳酸的广泛应用起到良好的推动作用。因此如何有效地加快PLA的结晶速度、提高PLA的耐热性能有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法，解决了现有PLA结晶速率缓慢和低耐热性的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法，具体为，首先制备多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂，然后采用制备好的成核剂与PLA制备成多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料。

本发明的特点还在于：

多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂的制备方法具体为：首先，以PEG为增塑剂，SA为高温分解组分，以氧化石墨烯为载体，其中PEG占质量分数为30-50％，SA占质量分数为10-30％，氧化石墨烯占质量分数为20-60％，以上各组分含量的质量百分数之和为100％；利用有机复合相变储能材料的可控制备装置进行氧化石墨、PEG、SA三者熔融共混，从而得到氧化石墨烯/PEG-SA共混物，然后通过马弗炉对氧化石墨烯/PEG-SA共混物进行高温快速处理，由于高温处理使得氧化石墨烯的过氧基团迅速脱离而留下了大量的空洞，同时低分解温度的SA分解产生大量的气体膨胀使得多孔石墨烯分散均匀，最终制得多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂。

有机复合相变储能材料的可控制备装置中热压腔体温度40-70℃之间，超声功率为150-300W，振荡时间5-20min，真空泵的相对真空度20-40kPa。

马弗炉对氧化石墨烯/PEG-SA共混物进行高温快速处理时，马沸炉温度300-450℃，处理时间30-120s。

多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂与PLA通过双螺杆挤出机熔融混合制备得到多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料，其中，熔融温度160-200℃，多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂占质量分数为1-7％，PLA占质量分数为93-99％，以上各组分含量的质量百分数之和为100％。

本发明的有益效果是：本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法，利用低分子量的PEG作为增塑剂，增大分子链间的间隙，提高分子链的运动能力，多孔石墨烯作为异相成核点，在有机复合相变储能材料的可控制备装置中超声振荡耦合真空灌注作用下制备了多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂，通过有机-无机的交互作用，以此来改善PLA的结晶性能，从而增强PLA的耐热性能。

附图说明

图1是本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法中氧化石墨烯/PEG-SA共混物的宏观图；

图2是本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法中氧化石墨烯/PEG-SA共混物的微观图；

图3是本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法中多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂的宏观图；

图4是本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法中多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂的微观图；

图5是本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法中多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的热变形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明一种多孔石墨烯/PEG-SA/PLA复合材料的制备方法，首先制备多孔石墨烯/PEG-SA复配成核剂：