CN105694398A - 一种聚乳酸改性材料及其制备方法 - Google Patents

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马俊杰
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Abstract

本发明涉及一种聚乳酸改性材料及其制备方法,其原料各组分及其重量份数如下:聚L聚乳酸均聚物50-99份，聚D聚乳酸共聚物1-50份，增韧耐热改性剂5-20份，增塑剂1-5份，热稳定剂1-5份，润滑剂1-2份，成核剂 1-10份。目前的技术无法将聚乳酸的耐热改性和增韧改性同步完成,使聚乳酸难以批量生产和得到推广普及。本发明提供了一种聚乳酸改性材料及其制备方法,将聚乳酸耐热改性和增韧改性同步完成,明显同时提高了聚乳酸的柔韧性和耐热性,使聚乳酸能够批量生产和得到推广普及, 合成工艺稳定、可靠。

Description

一种聚乳酸改性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸改性材料及其制备方法，具体涉及高分子化合物领域,是一种用聚乳酸纯新料制得的聚乳酸改性材料及其制备方法。
背景技术
聚乳酸(PLA),又称聚丙交酯,是来自可再生资源如淀粉中所生产出的一种可降解高分子聚酯树脂材料,除有利于减少人类对石油资源的依赖性外;在自然条件下可降解成二氧化碳和水,对环境十分友好。
聚乳酸由于具有优异的透明性和生物降解性能,被期待用于代替不可降解的通用塑料,在容器、薄膜等包装领域,服装、地毯、汽车装饰品等纤维领域,及电子电器外壳等成型材料方面广泛应用。
聚乳酸尽管有优异的可降解性和生物兼容性,同时具有较高的拉伸强度、压缩模量及良好的抗热性,还能运用多种方式进行加工的突出优点。但聚乳酸质硬而韧性差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形,更由于耐热温度太低(软化点55℃),这极大限制了它的发展和使用范围,所以需要对聚乳酸进行改性。提高聚乳酸耐热性的主要技术是改善聚乳酸的结晶性能,提高聚乳酸的结晶度。另外,还有将聚乳酸与高玻璃化温度(Tg)高分子材料共混,引入交联结构,纤维增强以及纳米复合技术等方法。
针对聚乳酸质硬而韧性差,耐热温度太低的缺点,目前尚没有任何一项技术能将耐热改性和增韧改性同步完成。虽然现有技术能单一解决在物性上的各种缺点的某一方面,但实际上无法满足聚乳酸制品在各种应用领域上的需要。
中国专利CN201010290969.9高强度高耐热聚乳酸复合材料及制备方法中,公开了一种通过添加改性无机和天然纤维、用无机改性和天然矿物提高聚乳酸材料结晶速率、并进行辐照交联的提高聚乳酸复合材料耐热性的方法。
中国专利CN201010138717.4一种玻璃纤维增强的阻燃耐热聚乳酸复合材料的制备方法中,公开了一种聚乳酸与玻璃纤维共混提高聚乳酸耐热性和材料强度的方法。玻璃纤维大量加入,降低了聚乳酸复合材料的生物分解性。
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种聚乳酸改性材料,其将聚乳酸纯新料的耐热改性和增韧改性同步完成,以明显提高聚乳酸的柔韧性和耐热性,使聚乳酸能批量生产和得到推广普及。
发明内容
针对目前聚乳酸材料存在韧性差、耐热性差的缺陷，本发明提出了一种聚乳酸改性材料及其制备方法。为实现上述目的，本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种聚乳酸改性材料,其将聚乳酸纯新料的耐热改性和增韧改性同步完成,以明显提高聚乳酸的柔韧性和耐热性,使聚乳酸能批量生产和得到推广普及。
本发明一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于其各组分按重量份计为：
聚L聚乳酸均聚物50-99份
聚D聚乳酸共聚物1-50份
扩链剂1-2份
热稳定剂1-5份
耐热改性剂5-20份
增韧剂1-5份
成核剂1-10份
本发明中所述的聚乳酸为分子量大于10万的聚L聚乳酸均聚物和聚D聚乳酸共聚物。
本发明中所述的扩链剂为均聚四甲酸二酐、环氧基苯乙烯-丙烯酸无规共聚物和2,2-双(2-恶哩琳)之任一或任意配比二种或以上的混合物；
本发明中所述的热稳定剂为三-(壬基苯基)亚磷酸酯；
本发明中所述的耐热改性剂为：具有两个或两个以上能与聚乳酸的端轻基基团和端梭基基团；
本发明中所述的增韧剂为；POE-DF610和POE-8800D的一种；
本发明中所述的成核剂为细度不小于5000目的蒙脱土和滑石粉；
本发明中所述的加工工艺为挤出、注塑或压延方法；
本发明提出一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其具体制备步骤如下：
（1）将颗粒状的聚乳酸母粒经单螺杆流延膜机,流延出膜厚为0.1mm-0.4mm的膜片,再经粉碎机粉碎,粉碎后所得的物质为片状聚乳酸;
（2）通过高速搅拌混合机,将片状聚乳酸、扩链剂、热稳定剂、耐热改性剂、增韧剂和成核剂混合均匀,取出放置干燥冷却后,将该混合物加入至单螺杆挤出机中熔融共混后拉条、水冷、切成颗粒,在70-80℃下干燥,去除多余的水分,得聚乳酸改性材料。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
本发明聚乳酸改性材料的配方(重量份数)如下:聚L聚乳酸均聚物：50份；聚D聚乳酸共聚物：50份；扩链剂聚四甲酸二酐：1份；热稳定剂三-(壬基苯基)亚磷酸酯：1份；耐热改性剂：3份；增韧剂POE-DF610：1份；成核剂滑石粉4000目：5份；
（1）将颗粒状的聚乳酸母粒经单螺杆流延膜机,流延出膜厚为0.1mm-0.4mm的膜片,再经粉碎机粉碎,粉碎后所得的物质为片状聚乳酸;
（2）通过高速搅拌混合机,将片状聚乳酸、扩链剂、热稳定剂、耐热改性剂、增韧剂和成核剂混合均匀,取出放置干燥冷却后,将该混合物加入至单螺杆挤出机中熔融共混后拉条、水冷、切成颗粒,在70-80℃下干燥,去除多余的水分,得聚乳酸改性材料。
上述聚乳酸改性材料的各项性能数据如下:拉伸强度(MPa),29.04;拉伸延性(%),38.51;维卡软化温度(℃),88。
实施例2
本发明聚乳酸改性材料的配方(重量份数)如下:聚L聚乳酸均聚物：70份；聚D聚乳酸共聚物：30份；扩链剂均聚四甲酸二酐：2份；热稳定剂三-(壬基苯基)亚磷酸酯：5份；耐热改性剂：5份；增韧剂POE-DF610：5份；成核剂滑石粉5000目：10份；
（1）将颗粒状的聚乳酸母粒经单螺杆流延膜机,流延出膜厚为0.1m/m一0.4m/m的膜片,再经粉碎机粉碎,粉碎后所得的物质为片状聚乳酸;
（2）通过高速搅拌混合机,将片状聚乳酸、扩链剂、热稳定剂、耐热改性剂、增韧剂和成核剂混合均匀,取出放置干燥冷却后,将该混合物加入至单螺杆挤出机中熔融共混后拉条、水冷、切成颗粒,在70-80℃下干燥,去除多余的水分,得聚乳酸改性材料。
上述聚乳酸改性材料的各项性能数据如下:拉伸强度(MPa),30.03;拉伸延性(%),37.48;维卡软化温度(℃),86。
实施例3
本发明聚乳酸改性材料的配方(重量份数)如下:聚L聚乳酸均聚物：90份；聚D聚乳酸共聚物：10份；扩链剂环氧基苯乙烯-丙烯酸无规共聚物和2,2-双(2-恶哩琳)：1份；热稳定剂三-(壬基苯基)亚磷酸酯：5份；耐热改性剂：10份；增韧剂POE-8800D：5份；成核剂蒙脱土4000目：5份；
（1）将颗粒状的聚乳酸母粒经单螺杆流延膜机,流延出膜厚为0.1mm-0.4mm的膜片,再经粉碎机粉碎,粉碎后所得的物质为片状聚乳酸;
（2）通过高速搅拌混合机,将片状聚乳酸、扩链剂、热稳定剂、耐热改性剂、增韧剂和成核剂混合均匀,取出放置干燥冷却后,将该混合物加入至单螺杆挤出机中熔融共混后拉条、水冷、切成颗粒,在70-80℃下干燥,去除多余的水分,得聚乳酸改性材料。
上述聚乳酸改性材料的各项性能数据如下:拉伸强度(MPa),40.11;拉伸延性(%),36.71;维卡软化温度(℃),85。

Claims (9)

1.一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在聚乳酸耐热改性和增韧改性同步完成,明显同时提高了聚乳酸的柔韧性和耐热性，其材料料重量份组成如下：
聚L聚乳酸均聚物50-99份
聚D聚乳酸共聚物1-50份
扩链剂1-2份
热稳定剂1-5份
耐热改性剂5-20份
增韧剂1-5份
成核剂1-10份。
2.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的聚乳酸为分子量大于10万的聚L聚乳酸均聚物和聚D聚乳酸共聚物。
3.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的扩链剂为均聚四甲酸二酐、环氧基苯乙烯-丙烯酸无规共聚物和2,2-双(2-恶哩琳)之任一或任意配比二种或以上的混合物。
4.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的热稳定剂为三-(壬基苯基)亚磷酸酯。
5.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的耐热改性剂为：具有两个或两个以上能与聚乳酸的端轻基基团和端梭基基团。
6.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的增韧剂为；POE-DF610和POE-8800D的一种。
7.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的成核剂为细度不小于5000目的蒙脱土和滑石粉。
8.根据权利要求1中所述的一种聚乳酸改性材料及其制备方法，其特征在于所述的加工工艺为挤出、注塑或压延方法。
9.根据权利要求1所述一种聚乳酸改性材料及其制备方法的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）将颗粒状的聚乳酸母粒经单螺杆流延膜机,流延出膜厚为0.1mm-0.4mm的膜片,再经粉碎机粉碎,粉碎后所得的物质为片状聚乳酸;
（2）通过高速搅拌混合机,将片状聚乳酸、扩链剂、热稳定剂、耐热改性剂、增韧剂和成核剂混合均匀,取出放置干燥冷却后,将该混合物加入至单螺杆挤出机中熔融共混后拉条、水冷、切成颗粒,在70-80℃下干燥,去除多余的水分,得聚乳酸改性材料。
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