本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜及其制备方法。
背景技术：
聚乳酸，也称聚丙交酯，是一种以植物资源为原料，经过化学合成制备的热塑性脂肪族聚酯，其无毒、无刺激性、生物相容性好、可生物降解吸收，资源可再生，在体内降解的最终产物为CO2和H2O，被公认为是最具发展潜力的可生物降解材料。聚乳酸作为一种新型纳米材料已成为国际的研究热点。但是，聚乳酸存在着韧性差的问题，通常需要加入增塑剂来改性，但常用增塑剂如聚己内酯、聚乙二醇等达不到对聚乳酸的韧性的改性的要求，且在制备过程中，增塑剂会向表面迁移，达不到增塑的效果。此外，聚乳酸的结晶速度慢，成型制品收缩率大，尺寸稳定性差，也严重限制了其应用的领域。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种机械性能优异的碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜及其制备方法。本发明的技术方案如下：一种碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜，由聚乳酸和碳纳米管原位复合而成，其中，聚乳酸与碳纳米管的质量比为1:0.15～0.35。碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳纳米管加入到由HNO3和H2SO4组成的混合酸中，配制成浓度为0.01～0.1g/mL的溶液，将溶液加热至回流，反应30～60min，过滤后用去离子水洗涤至弱酸性，在50～60℃下真空干燥12～24h后，置于有机溶剂中，超声分散30～60min，制得羧基化的碳纳米管溶液，备用；(2)在氮气气氛中，将聚乳酸添加到步骤(1)制得的羧基化的碳纳米管溶液中，并加入交联剂，在30～40℃下反应12～24h，静置脱泡，涂于基板表面，在35～45℃下恒温干燥，揭膜，即得碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜。步骤(1)中，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。步骤(2)中，HNO3和H2SO4的质量比为1：1。步骤(2)中，所述交联剂与碳纳米管的质量比为0.05～0.1:1。步骤(2)中，所述交联剂为溴化亚铜或辛酸亚锡。步骤(2)中，所述基板为ITO玻璃或聚四氟乙烯板。本发明提供的碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜将碳纳米管与聚乳酸原位复合，在保留有聚乳酸原有特性的基础上，利用碳纳米管具有较高的力学性能提高了聚乳酸的机械性能，使其弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率和透光率均有所提高，应用领域更广。具体实施方式实施例1(1)将150g碳纳米管加入到由HNO3和H2SO4按质量比为1：1组成的混合酸中，配制成浓度为0.01g/mL的溶液，将溶液加热至回流，反应30min，过滤后用去离子水洗涤至弱酸性，在50℃下真空干燥24h后，置于N-甲基吡咯烷酮中，超声分散30min，制得羧基化的碳纳米管溶液，备用；(2)在氮气气氛中，将1kg聚乳酸添加到步骤(1)制得的羧基化的碳纳米管溶液中，并加入7.5g溴化亚铜，在30℃下反应24h，静置脱泡，涂于ITO玻璃表面，在35℃下恒温干燥，揭膜，即得碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜。实施例2(1)将200g碳纳米管加入到由HNO3和H2SO4按质量比为1：1组成的混合酸中，配制成浓度为0.03g/mL的溶液，将溶液加热至回流，反应40min，过滤后用去离子水洗涤至弱酸性，在50℃下真空干燥24h后，置于N-甲基吡咯烷酮中，超声分散40min，制得羧基化的碳纳米管溶液，备用；(2)在氮气气氛中，将1kg聚乳酸添加到步骤(1)制得的羧基化的碳纳米管溶液中，并加入16g溴化亚铜，在30℃下反应24h，静置脱泡，涂于ITO玻璃表面，在35℃下恒温干燥，揭膜，即得碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜。实施例3(1)将250g碳纳米管加入到由HNO3和H2SO4按质量比为1：1组成的混合酸中，配制成浓度为0.05g/mL的溶液，将溶液加热至回流，反应50min，过滤后用去离子水洗涤至弱酸性，在60℃下真空干燥12h后，置于N-甲基吡咯烷酮中，超声分散50min，制得羧基化的碳纳米管溶液，备用；(2)在氮气气氛中，将1kg聚乳酸添加到步骤(1)制得的羧基化的碳纳米管溶液中，并加入25g溴化亚铜，在35℃下反应18h，静置脱泡，涂于ITO玻璃表面，在45℃下恒温干燥，揭膜，即得碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜。实施例4(1)将300g碳纳米管加入到由HNO3和H2SO4按质量比为1：1组成的混合酸中，配制成浓度为0.07g/mL的溶液，将溶液加热至回流，反应50min，过滤后用去离子水洗涤至弱酸性，在60℃下真空干燥12h后，置于N-甲基吡咯烷酮中，超声分散50min，制得羧基化的碳纳米管溶液，备用；(2)在氮气气氛中，将1kg聚乳酸添加到步骤(1)制得的羧基化的碳纳米管溶液中，并加入15g辛酸亚锡，在40℃下反应12h，静置脱泡，涂于聚四氟乙烯板表面，在45℃下恒温干燥，揭膜，即得碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜。实施例5(1)将350g碳纳米管加入到由HNO3和H2SO4按质量比为1：1组成的混合酸中，配制成浓度为0.1g/mL的溶液，将溶液加热至回流，反应60min，过滤后用去离子水洗涤至弱酸性，在60℃下真空干燥12h后，置于N-甲基吡咯烷酮中，超声分散60min，制得羧基化的碳纳米管溶液，备用；(2)在氮气气氛中，将1kg聚乳酸添加到步骤(1)制得的羧基化的碳纳米管溶液中，并加入35g辛酸亚锡，在40℃下反应12h，静置脱泡，涂于聚四氟乙烯板表面，在45℃下恒温干燥，揭膜，即得碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜。机械性能测试：以纯聚乳酸膜作为对照，分别取实施例1～5制得的碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜，测定并计算膜的厚度、弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率、透光率及生物降解性，结果见表1。表1项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对照组厚度(mm)0.060.080.070.060.070.1弹性模量(GPa)17.316.616.016.312.23拉伸强度(MPa)788592888140断裂伸长率(％)465473625510透光率(％)303239383514生物降解性可降解可降解可降解可降解可降解可降解由上表可知，本发明制备的碳纳米管/聚乳酸医用复合薄膜相较于纯聚乳酸的弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率和透光率均有所提高，机械性能有很大改善，适用领域更广。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。