[发明专利]一种二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

一种二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料及其制备方法，涉及二硫化钼润滑材料及聚乳酸改性领域。将微米二硫化钼颗粒在保护气氛下经高温热处理，冷却后再通过活化液浸泡，获得表面活化的微米二硫化钼颗粒；使钼酸盐和硫化物在酸性溶液中反应，产生的沉淀沉积到活化的微米二硫化钼颗粒表面，经过滤、洗涤、干燥、保护气氛下煅烧后生成二硫化钼微纳米复合物；然后将上述微纳米复合物添加到聚乳酸中，经熔融共混成型后得到二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料，该复合材料具有优良抗摩擦性能，在自润滑材料领域应用前景好，在医用抗菌包装材料等领域也存在潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及二硫化钼润滑材料及聚乳酸改性领域，具体是涉及一种二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是以乳酸为原料聚合而成的聚酯，其原料主要来自含淀粉的农作物发酵产生的乳酸，是一种以天然资源合成的聚合物材料，具有无毒害、可生物降解、良好的相容性和吸收性。以聚乳酸取代化学合成的塑料材料，在环境保护和节约资源能源方面具有重要意见。聚乳酸一般为线性分子，相对分子质量较小且分布较宽，强度相应较低、韧性较差，通常需要进行增塑改性，但随着硬度的降低，增塑改性后的聚乳酸的抗摩擦性能仍需要进一步提升。

二硫化钼具有层状结构，层与层之间容易滑移，因而润滑性能优异，是常用的固体润滑剂，可用于聚合物的润滑改性。研究表明，二硫化钼的性能与其组成微粒的尺寸密切相关，不同尺度的二硫化钼在不同工况条件下可以表现出不同的性能，特别是不同尺寸的二硫化钼可能还会出现协同润滑效应，如较大的二硫化钼微粒可以对摩擦副进行隔离，借助自身层与层之间的滑移来削弱摩擦剪切；而小的二硫化钼颗粒能够进入磨损区域填补沟壑，特别是纳米级的二硫化钼可以通过剥离转移到摩擦副表面进行润滑。尺度不同的二硫化钼微粒因为具有不同的润滑机理，可以同时作用于摩擦表面，从而表现出润滑协同效应。

有鉴于此，本发明尝试通过改性二硫化钼并与聚乳酸复合，以达到提升聚乳酸摩擦性能的目的。

发明内容

为了解决已有聚乳酸材料所存在的摩擦性能缺陷，本发明提供了一种二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料及其制备方法，通过化学方法在较大的微米尺度的二硫化钼颗粒表面沉积纳米级的二硫化钼，再将产物用于聚乳酸的填充改性，该方法可以保证大小尺度的二硫化钼颗粒能均匀混合，更好地发挥它们在聚乳酸中的协同效应。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料，由聚乳酸以及二硫化钼微纳米复合物组成，所述二硫化钼微纳米复合物由微米尺度的二硫化钼颗粒表面沉积纳米级的二硫化钼颗粒组成。

本发明还提出了一种二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料的制备方法，步骤如下：

1)将微米二硫化钼颗粒在保护气氛下经高温热处理，冷却后再通过活化液浸泡，获得表面活化的微米二硫化钼颗粒；

2)将钼酸盐和硫化物在酸性溶液中反应，产生的沉淀沉积到活化的微米二硫化钼颗粒表面，经过滤、洗涤、干燥、保护气氛下煅烧后生成二硫化钼微纳米复合物；

3)将二硫化钼微纳米复合物添加到聚乳酸中，经熔融共混成型后得到二硫化钼微纳米复合物改性聚乳酸复合材料。

作为本发明的优选技术方案，制备方法中：

步骤1)是将微米二硫化钼颗粒在稀有气体或氮气氛下进行热处理，处理温度为300～1000℃，处理时间为0.5～24h。热处理后冷却再通过双氧水或碱液浸泡0.5～24h，获得表面活化的微米二硫化钼颗粒，所述碱液为氨水、碱金属或碱土金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐中的一种或多种的组合。