本發明屬于高韌高分子材料制備技術領域。
背景技術：
聚乳酸是一種脂肪族聚合物，原料來源充分，生產過程無污染，是一種高強度、高模量、可降解的環境友好材料。聚乳酸的生物相容性和生物可降解性較好，在生物醫藥領域有廣泛的應用，例如外科縫合線、藥物緩釋載體等。聚乳酸還有較好的透氣性和透明性，因此在農業、包裝等領域也有大規模商業化的應用前景。但聚乳酸具有高度的脆性，缺口沖擊強度比較低，限制了在工業生產中的應用，所以聚乳酸增韌改性是廣為關注的熱點。
目前聚乳酸增韌改性主要采用化學共聚和物理共混兩種方法。前者通過無規、嵌段、接枝或者交聯等方法達到改性目的，但通常過程復雜，成本較高，因此較少應用在實際生產中。后者包括以聚乳酸為基體，加入增塑劑、彈性體、韌性高聚物、無機填料等，由于方法簡單易行，成本較低，所以應用較為廣泛。對于增塑劑、彈性體和韌性高聚物來說，將它們引入聚乳酸，雖然韌性有所提高，但復合材料的強度和硬度會大大降低，而對于蒙脫土、炭黑、碳納米管等無機填料來說，它們的雖然加入可以改善復合材料的機械性能、熱性能以及電學性能等，但填料的分散狀態，以及與基體之間的相容性影響較大，同時對韌性的提高程度有限。
近年來，人們期望通過多種手段的結合來協同增韌聚乳酸，例如將納米碳酸鈣和熱塑性聚氨酯加入聚乳酸中，制備了聚乳酸基復合材料，結果表明納米碳酸鈣和熱塑性聚氨酯能起到協同增韌的作用，缺口沖擊強度從純聚乳酸的7kJ/m2左右最高增加到約41kJ/m2，但拉伸強度從純聚乳酸的約70MPa降低到約30Mpa(王哲，納米碳酸鈣/TPU協同增韌PLA的形態及結晶性能研究，塑料工業，44卷3期，2016年)。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種高韌聚乳酸基復合材料的制備方法，該方法制得的聚乳酸基納米復合材料沖擊強度高，且拉伸強度較好。
本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，一種高韌聚乳酸基復合材料的制備方法，其步驟是：
將聚乳酸和碳納米管按100:5-20的質量比，通過雙螺桿擠出機制得聚乳酸/碳納米管復合材料，烘干后作為母料；擠出時的擠出溫度為160-220℃，轉速為100-250rpm；
將母料與聚乳酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物、過氧化二異丙苯按1-50:15-94:5-35:0.1-1的質量比，通過雙螺桿擠出機在溫度為160-220℃，轉速為100-250rpm的條件下擠出，即得。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
一、在第二次擠出過程中加入反應型增容劑——過氧化二異丙苯，可以起到動態交聯作用，促使聚乳酸和乙烯-醋酸乙烯共聚物兩相內部以及兩相界面發生化學交聯反應。過氧化二異丙苯一方面可以起到增容作用，使得乙烯-醋酸乙烯共聚物分散相的粒徑進一步減小，基體韌帶層厚度降低，由Wu’s理論可知，基體韌帶層厚度的減小有利于提高材料的沖擊韌性。另一方面，過氧化二異丙苯能夠在材料內部構筑三維化學網絡結構，提高兩相間的相互作用，從而進一步提高材料的沖擊強度。
二、碳納米管長徑比很大，柔順性和運動能力很好，經過母料法兩次擠出共混，可以分散在共混物中聚乳酸和乙烯-醋酸乙烯共聚物的兩相界面上，并且相互搭接構筑成三維物理網絡結構，增加兩相間的相互作用力，促進應力在材料內部的傳遞，從而提高材料的沖擊強度。
三、通過同時引入化學網絡結構和物理網絡結構，在材料內部產生應力逾滲通道，促進基體發生剪切屈服，在對聚乳酸基體起到協同增韌的同時，還保持了良好的拉伸強度。
實驗證明，本發明制得的聚乳酸基復合材料，其沖擊強度比純聚乳酸提高了15倍多，比聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯共聚物(80/20)共混物提高了6倍多，是一種高韌聚乳酸基復合材料。
進一步，本發明使用的碳納米管是直徑為5-200nm，長度為100nm-50μm的單壁碳納米管或者多壁碳納米管，
進一步，本發明使用的乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯嵌段含量為40-80wt％。
下面通過和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
附圖說明
圖1是本發明實施例一制得的高韌聚乳酸基復合材料的微觀形貌照片。
具體實施方式
實施例一：
將聚乳酸和碳納米管按100:10的質量比，通過雙螺桿擠出機制得聚乳酸/碳納米管復合材料，烘干后作為母料；擠出時的擠出溫度為185℃，轉速為150rpm；
將母料與聚乳酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物、過氧化二異丙苯按20:60:20:0.4的質量比，通過雙螺桿擠出機在溫度為190℃、轉速為120rpm的條件下擠出，即得。
本例使用的碳納米管是多壁碳納米管，其直徑為10nm，長度為10μm；乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯嵌段的含量為50wt％。
測試表明，本例制得的材料，其缺口沖擊強度能達到54.7MPa，拉伸強度為41.1MPa，屬于沖擊強度高，且拉伸強度較好的高韌聚乳酸基復合材料。
圖1是本例制得的高韌聚乳酸基復合材料的微觀形貌照片的微觀形貌照片。圖中可清楚地觀察到材料為海島結構；乙烯-醋酸乙烯共聚物為分散相，乙烯-醋酸乙烯共聚物粒子尺寸和基體韌帶層厚度小，碳納米管分散在兩相界面，可以提高兩相界面作用力。
實施例二：
將聚乳酸和碳納米管按100:10的質量比，通過雙螺桿擠出機制得聚乳酸/碳納米管復合材料，烘干后作為母料；擠出溫度為160℃，轉速為100rpm；
將母料與聚乳酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物、過氧化二異丙苯按1:94:5:0.1的質量比，通過雙螺桿擠出機在擠出溫度為160℃、轉速為100rpm的條件下擠出，即得。
本例的碳納米管是直徑為200nm，長度為50μm的單壁碳納米管，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯嵌段含量為40wt％。
實施例三：
將聚乳酸和碳納米管按100:20的質量比，通過雙螺桿擠出機制得聚乳酸/碳納米管復合材料，烘干后作為母料；擠出時的擠出溫度為220℃，轉速為250rpm；
將母料與聚乳酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物、過氧化二異丙苯按25:40:35:1的質量比，通過雙螺桿擠出機在擠出溫度為220℃，轉速為250rpm的條件下擠出，即得。
本例的碳納米管是直徑為100nm，長度為30μm的單壁碳納米管，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯嵌段含量為80％wt。
實施例四：
將聚乳酸和碳納米管按100:5的質量比，通過雙螺桿擠出機制得聚乳酸/碳納米管復合材料，烘干后作為母料；擠出時的擠出溫度為200℃，轉速為200rpm；
將母料與聚乳酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物、過氧化二異丙苯按50:15:35:0.5的質量比，通過雙螺桿擠出機在擠出溫度為200℃、轉速為200rpm的條件下，擠出即得。
本例的碳納米管是直徑為50nm，長度為10μm的多壁碳納米管，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯嵌段含量為60wt％。
實施例五：
將聚乳酸和碳納米管按100:15的質量比，通過雙螺桿擠出機制得聚乳酸/碳納米管復合材料，烘干后作為母料；擠出時的擠出溫度為180℃，轉速為150rpm；
將母料與聚乳酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物、過氧化二異丙苯按10:75:15:0.8的質量比，通過雙螺桿擠出機在擠出溫度為180℃，轉速為150rpm的條件下擠出，即得。
本例的碳納米管是直徑為5nm，長度為100nm的多壁碳納米管，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯嵌段含量為50wt％。