CN101475737A - 一种高结晶聚乳酸的注塑方法 - Google Patents

一种高结晶聚乳酸的注塑方法 Download PDF

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CN101475737A CNA200910045013XA CN200910045013A CN101475737A CN 101475737 A CN101475737 A CN 101475737A CN A200910045013X A CNA200910045013X A CN A200910045013XA CN 200910045013 A CN200910045013 A CN 200910045013A CN 101475737 A CN101475737 A CN 101475737A
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任杰
张乃文
王秦峰
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Shanghai Tong-Jie-Liang Biomaterials Co Ltd
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Shanghai Tong-Jie-Liang Biomaterials Co Ltd
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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高结晶聚乳酸的注塑方法。具体步骤是：将重均分子量为6－20万的高结晶聚乳酸粒子在干燥条件下同异氰酸酯均匀混和，控制湿度小于等于100ppm，温度小于30℃，异氰酸酯的添加量为聚乳酸的0.5～10wt％。将得到的混合物进行注塑成型，制备聚乳酸产品。其中，注塑温度控制在150－210℃，模具温度控制在20－100℃，冷却时间2－40秒。本方法简单经济，原料丰富易得，制得的聚乳酸制品可以完全生物降解，且具有良好的柔韧性和耐热变形性，应用广泛。

Description

一种高结晶聚乳酸的注塑方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高结晶聚乳酸的注塑方法。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的聚合物，其来源于可再生资源农作物(如木薯、甜高粱等非粮作物)，最突出的优点是生物可降解性，其使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，对保护环境非常有利。聚乳酸有良好的机械性能及物理性能，适用于注塑成型，加工方便。对高结晶性聚乳酸而言，其优良的结晶性能保证了其制品的耐热变形性。但是，高结晶意味着高熔点和高加工温度，因此也就加剧了聚乳酸在注塑过程中的热降解，从而影响了产品的性能。另外，聚乳酸固有的脆性也使得聚乳酸制品难于成型，并且易裂易碎。专利CN1563139公开了一种通过直接缩聚制备高分子量聚乳酸的方法，制得的聚乳酸特性粘度达到1.0-1.5dl/g。但是聚乳酸均聚物的韧性不足，限制了其应用。
加入增塑剂能有效的改善聚乳酸的韧性，但是在长期使用后小分子增塑剂容易挥发、渗出、流失，从而导致制品透明性和柔韧性的下降。与具有柔性链段的聚合物共混或共聚也能在一定程度上改善其韧性，但是由于聚乳酸结构规整性的破坏使其结晶性能大幅下降，从而降低了产品的结晶性和耐热变形性，同样限制了聚乳酸注塑品的应用。专利CN101302284A公开了一种熔融扩链制备高分子量聚乳酸的方法，较好的改善了聚乳酸的热降解性和脆性，然而其对聚乳酸规整性的破坏必然导致聚乳酸耐热变型性的明显降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高结晶聚乳酸的注塑方法，使性脆且易热降解的高结晶聚乳酸能顺利注塑成型，并且得到的注塑产品在韧性大幅提升的同时，依然维持较好的耐热变形性。
本发明提出的高结晶聚乳酸的注塑方法，具体步骤如下：
(1)将重均分子量为6—20万的高结晶聚乳酸粒子在干燥条件下同异氰酸酯均匀混和，控制湿度小于等于100ppm，温度小于30℃，异氰酸酯的添加量为聚乳酸质量的0.5～10wt％；
(2)将步骤(1)中得到的混合物进行注塑成型，制备所需产品，控制注塑温度为150—210℃，模具温度为20—100℃，冷却时间2—40秒。
本发明中，步骤(1)中所述高结晶聚乳酸为聚L乳酸、聚D乳酸或他们的共混物。
本发明中，步骤(1)中所述高结晶聚乳酸的熔点为150—200℃。
本发明中，步骤(1)中所述异氰酸酯为六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷—4，4’—二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中任一种。
本发明中，可在步骤(1)中加入热稳定剂，热稳定剂的加入量为聚乳酸质量的0.1～5wt％。
本发明中，所述稳定剂为磷酸三甲酯、三乙基磷酸酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯或亚磷酸三苯酯中任一种。
本发明的优点在于：
(1)解决了聚乳酸的脆性问题，显著提高了聚乳酸的柔韧性，扩大了材料的应用领域。
(2)解决了高熔点聚乳酸注塑过程中严重的热降解性，制得的制品分子量没有下降或有所提高。
(3)较好的保持了聚乳酸结构的规整性，从而保持了聚乳酸的结晶性和耐热变形性。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，以有利于理解本发明，但不限制本发明的内容。
实施例1：
将1kg L聚乳酸粒子真空干燥至含水量为80ppm后，在混料机中同20克六次甲基二异氰酸酯均匀混和。然后将得到的混合物在注塑温度165℃、模具温度50℃、冷却时间30秒的条件下进行注塑成型，得到聚乳酸产品断裂伸长率为133％，缺口冲击强度为29J/m2，退火后维卡热变形温度为105℃。
实施例2：
将1kg L聚乳酸粒子真空干燥至含水量为90ppm后，在混料机中同80克六次甲基二异氰酸酯均匀混和。然后将得到的混合物在注塑温度170℃、模具温度30℃、冷却时间35秒的条件下进行注塑成型，得到聚乳酸产品断裂伸长率为175％，缺口冲击强度为35J/m2，退火后维卡热变形温度为101℃。
实施例3：
将1kg L聚乳酸粒子真空干燥至含水量为60ppm后，在混料机中同55克甲苯二异氰酸酯以及30克磷酸三苯酯均匀混和。然后将得到的混合物在注塑温度170℃、模具温度25℃、冷却时间20秒的条件下进行注塑成型，得到聚乳酸产品断裂伸长率为183％，缺口冲击强度为33J/m2，退火后维卡热变形温度为107℃。
实施例4：
将1kg L聚乳酸和D聚乳酸的混合物(80/20wt％)粒子真空干燥至含水量为60ppm后，在混料机中同28克二环己基甲烷二异氰酸酯以及10克磷酸三苯酯均匀混和。然后将得到的混合物在注塑温度175℃、模具温度20℃、冷却时间15秒的条件下进行注塑成型，得到聚乳酸产品断裂伸长率为155％，缺口冲击强度为28J/m2，退火后维卡热变形温度为113℃。
实施例5：
将1kg D聚乳酸粒子真空干燥至含水量为50ppm后，在混料机中同30克异佛尔酮二异氰酸酯均匀混和。然后将得到的混合物在注塑温度165℃、模具温度25℃、冷却时间20秒的条件下进行注塑成型，得到聚乳酸产品断裂伸长率为79％，缺口冲击强度为21J/m2，退火后维卡热变形温度为119℃。
对比实施例：
将1kg L聚乳酸粒子真空干燥至含水量为50ppm后，在注塑温度165℃、模具温度35℃、冷却时间25秒的条件下进行注塑成型，得到聚乳酸产品断裂伸长率为7％，缺口冲击强度为10J/m2，退火后维卡热变形温度为110℃。

Claims (6)

1.一种高结晶聚乳酸的注塑方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将重均分子量为6—20万的高结晶聚乳酸粒子在干燥条件下同异氰酸酯均匀混和，控制湿度小于等于100ppm，温度小于30℃，异氰酸酯的添加量为聚乳酸质量的0.5～10wt％；
(2)将步骤(1)中得到的混合物进行注塑成型，制备所需产品；其中，注塑温度控制在150—210℃，模具温度控制在20—100℃，冷却时间2—40秒。
2.根据权利要求1所述的高结晶聚乳酸的注塑方法，其特征在于步骤(1)中所述高结晶聚乳酸为聚L乳酸、聚D乳酸或他们的共混物。
3.根据权利要求1所述的高结晶聚乳酸的注塑方法，其特征在于步骤(1)中所述高结晶聚乳酸的熔点为150—200℃。
4.根据权利要求1所述的高结晶聚乳酸的注塑方法，其特征在于步骤(1)中所述异氰酸酯为六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷—4，4’—二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中任一种。
5.根据权利要求1所述的高结晶聚乳酸的注塑方法，其特征在于在步骤(1)中加入热稳定剂，热稳定剂的加入量为聚乳酸质量的0.1～5wt％。
6.根据权利要求5所述的高结晶聚乳酸的注塑方法，其特征在于所述稳定剂为磷酸三甲酯、三乙基磷酸酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯或亚磷酸三苯酯中任一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102134378B (zh) * 2010-01-21 2013-05-15 顾红军 片材用可控结晶聚酯复合材料
CN112625410A (zh) * 2020-12-04 2021-04-09 温州市隆昌塑料有限公司 基于改性聚乳酸的环保性降解材料及其制造工艺

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