CN106147162A - 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 - Google Patents
一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106147162A CN106147162A CN201510180761.4A CN201510180761A CN106147162A CN 106147162 A CN106147162 A CN 106147162A CN 201510180761 A CN201510180761 A CN 201510180761A CN 106147162 A CN106147162 A CN 106147162A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polylactic acid
- district
- heat stabilizer
- elastomer
- patent requirements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000747 poly(lactic acid) polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 39
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 4
- IFYMWMIVKOWLHQ-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl 2-methylpropanoate Chemical compound CC(C)C(=O)OCC1CO1 IFYMWMIVKOWLHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ULINDIVVCBSIPZ-UHFFFAOYSA-N (2,4-ditert-butylphenyl) phosphite Chemical class CC(C)(C)C1=CC=C(OP([O-])[O-])C(C(C)(C)C)=C1 ULINDIVVCBSIPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000122 Acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 2
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N Glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N Maleic anhydride Chemical group O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GQJDFTIOKVGUOF-UHFFFAOYSA-N OP(O)OP(O)O.C(C)(C)(C)C1=C(C=CC(=C1)C(C)(C)C)C(O)C(CO)(CO)CO Chemical class OP(O)OP(O)O.C(C)(C)(C)C1=C(C=CC(=C1)C(C)(C)C)C(O)C(CO)(CO)CO GQJDFTIOKVGUOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 2
- 229960001735 pentaerythritol Drugs 0.000 claims description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N propionic acid Chemical compound CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- HGMITUYOCPPQLE-UHFFFAOYSA-N 3-Quinuclidinyl benzilate Chemical group C1N(CC2)CCC2C1OC(=O)C(O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 HGMITUYOCPPQLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036740 Metabolism Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000035786 metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种高韧性聚乳酸基复合材料，由下述组分按重量份组成：聚乳酸树脂80～85份，15～20份增韧弹性体，0.01～5份热稳定剂，将基体聚乳酸树脂与增韧弹性体和热稳定剂通过高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出均匀的粒料，本发明材料易得，生产工艺简单，有效的改善了聚乳酸的韧性，材料的断裂伸长率由聚乳酸原料的5%增至180%，材料的缺口冲击强度由原料的4.5KJ/m2提示至80.5KJ/m2，解决了聚乳酸的脆性严重不足的问题，进而的拓展了聚乳酸在汽车、电子、居家装饰和建筑材料等诸多领域。
Description
技术领域
本发明属于材料科学中的高分子复合材料领域，涉及一种利用弹性体制备出高韧性聚乳酸基复合材料的方法。根据本发明所制备的PLA基复合材料，解决了传统PLA断裂伸长率低、韧性低且增韧组分在材料体系内分散型差的问题。本发明所涉及的方法操作简单、制备材料的性能可控性强，适用于实验室及企业产业化生产，本材料是一种高韧性聚乳酸基复合材料。
背景技术
随着高分子材料的发展，石油基高分子材料在人类生活和工作中得到广泛的应用。但这些材料来源不可再生资源，而且在自然环境中难以降解，造成生态环境恶化和资源紧缺，不符合人类可持续发展的战略，给人类带来危害。近年来，来源于可再生资源的可为生物降解材料引起人们广泛的注意。
聚乳酸是唯一以生物资源为原料，通过化学合成方法的可降解的线性脂肪族聚酯，它来源于可再生资源，具有良好的生物相容性、降解性，较高的拉伸强度和压缩模量，因此聚乳酸被认为是石油基塑料的代替品：将其应用于通用塑料领域，对于减小环境污染、节省石油资源以及减轻地球温室效应方面具有十分重要的意义。石油资源短缺及环境污染严重促进了非石油基绿色可降解高聚物的发展与应用。聚乳酸是一种集生物降解性、生物可吸收性于一体的绿色热塑性聚酯，具有较好的力学强度、弹性模量和热成型性，降解产物能渗入人体代谢，广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服务行业等领域，被认为是迄今为止最有市场潜力的可降解聚合物。然而，与其他高分子材料相同，冲击强度较低限制了聚乳酸在航空。电子、汽车等领域的应用，为此开发具有较高韧性的绿色环保聚乳酸显得尤为迫切。
发明内容
本发明的目的是为解决聚乳酸力学性能较差而提供的一种聚乳酸增韧改性方法
实现本发明目的技术解决方案为：聚乳酸增韧改性方法，将聚乳酸树脂、弹性体、热稳定剂按比列混合并干燥，使干燥后的共混物的基体含水率低于50ppm，然后采用熔融挤出的方法将共混物注塑成标准样件，其特征在于增韧弹性体的熔点在170℃～200℃之间，弹性体的用量占聚乳酸基体用量的15%～20%，熔融挤出温度180℃～205℃。
一种高韧性聚乳酸基复合材料的组分和重量组分数配比为：聚乳酸100份、弹性体增韧剂15～20份以及热稳定剂0.1～2份。
所述的聚乳酸的数均分子量为12万
所述的弹性体为POE、EPDM、SEBS及ABS中的一种或几种，弹性体的添加量为总质量的15%～20%。
所述的接枝物基团选取的是马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油基异丁酸酯中的一种或几种。
所述的热稳定剂，如四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯以及（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种。
具体实施方式
实施例一
称取PLA 100份
热稳定剂 0.5份
首先将PLA、接枝弹性体、以及热稳定剂放在真空干燥箱中80℃真空干燥5小时，进而去除水分，将干燥后的共混物放在高速混合机混合5～8分钟，将混合好的物料由料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化，其中料筒温度设为：前段180℃，中段190℃，后段200℃，螺杆长径比35，机头温度195℃，螺杆转速100rmp/min。
实施例二
称取PLA 100份
POE-g-MAH
15份
热稳定剂 0.5份
工艺条件如实施例一
实施例三
称取PLA 100份
POE-g-MAH
20份
热稳定剂 0.5份
工艺条件如实施例一
实施例四
称取PLA 100份
E-MA-GMA 15份
热稳定剂 0.5份
工艺条件如实施例一
实施例五
称取PLA 100份
E-MA-GMA 20份
热稳定剂 0.5份
工艺条件如实施例一
实施例六
称取PLA 100份
POE接枝缩水甘油异丁酸酯
15份
热稳定剂 0.5份
工艺条件如实施例一
实施例七
称取PLA 100份
POE接枝缩水甘油异丁酸酯
20份
热稳定剂 0.5份
工艺条件如实施例一
性能测试结果
| 测试项目 | 单位 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 实施例六 | 实施例七 |
| 拉伸强度 | MPa | 3.9 | 32.5 | 41.6 | 30.5 | 35.6 | 26.4 | 26.8 |
| 断裂伸长率 | % | 55.9 | 52.1 | 50.3 | 49.3 | 48.4 | 52.3 | 53.1 |
| 弯曲强度 | MPa | 103.6 | 97.2 | 94.2 | 95.4 | 94.2 | 93.4 | 92.3 |
| 弯曲模量 | GPa | 132 | 134 | 136 | 138 | 137 | 139 | 140 |
| 剪切强度 | % | 0.22 | 0.19 | 0.19 | 0.18 | 0.18 | 0.17 | 0.18 |
Claims (7)
1.一种制备高韧性聚乳酸基复合材料方法，是通过添加弹性体接枝物、热稳定剂，与聚乳酸共混，更好的解决了传统填充物料改性聚乳酸的断裂伸长率低，材料基体力学性能差等难题。
2.根据专利要求1所述的弹性体增韧PLA复合材料，其PLA树脂基体的分子量选取为12×106的聚乳酸树脂，占总体质量的80%～85%。
3.根据专利要求1所述的弹性体增韧PLA复合材料，弹性体选取的是POE、EPDM、SEBS及ABS中的一种或几种，弹性体的添加量为总质量的15%～20%。
4.根据专利要求1所述的弹性体增韧PLA基复合材料，接枝物集团选取的是马来酸酐，甲基丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油基异丁酸酯中的一种或几种。
5.专利要求1所述的相关热稳定剂，如四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯以及双（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种。
6.根据专利要求1所述的高韧性聚乳酸基复合方法，其特征在与包括以下步骤：按配比将聚乳酸、弹性体、热稳定剂通过高速混合机混合3～5分钟，然后通过双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度设置为一区：170～210℃，二区：175～215℃，三区：180～220℃，四区：180～220℃，五区：185～220℃，六区：190～230℃，七区：195～230℃，八区：200～240℃，九区：200～240℃，十区：200～240℃，机头：195～250℃，转速100～210rpm。
7.制备样条的注塑条件：注塑温度170℃～220℃，注塑压力30～70Mpa，模具温度30～50℃，注塑速度30～60mm/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510180761.4A CN106147162A (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510180761.4A CN106147162A (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106147162A true CN106147162A (zh) | 2016-11-23 |
Family
ID=58058039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510180761.4A Pending CN106147162A (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106147162A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112409766A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 天津大学 | 基于生物基聚乳酸与离聚物弹性体的共混材料及制备方法 |
-
2015
- 2015-04-16 CN CN201510180761.4A patent/CN106147162A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112409766A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 天津大学 | 基于生物基聚乳酸与离聚物弹性体的共混材料及制备方法 |
| CN112409766B (zh) * | 2019-08-20 | 2022-09-23 | 天津大学 | 基于生物基聚乳酸与离聚物弹性体的共混材料及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103589124B (zh) | 一种全生物降解pla/pbat复合薄膜及其制备方法 | |
| CN106589855B (zh) | 一种木质素改性全生物基pbat生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN103992517B (zh) | 一种可连续化生产全降解淀粉基塑料合金及其制备方法 | |
| CN104559101B (zh) | 一种高强高韧全降解聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN105504727B (zh) | 一种高韧性全降解聚乳酸基复合材料及其制备方法 | |
| CN103013070A (zh) | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN102977624A (zh) | 一种具有超高韧性的完全降解型竹塑复合材料及其制备方法 | |
| CN111073239A (zh) | 一种耐高温聚乳酸注塑仿瓷餐具及其制备方法 | |
| CN101875768A (zh) | 一种耐老化玻纤增强聚碳酸酯组合物及其制备方法 | |
| CN103131149B (zh) | 一种聚乳酸复合材料、其制品制备方法及其应用 | |
| CN104974487A (zh) | 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 | |
| CN107841102A (zh) | 一种生物可降解增韧耐热型聚乳酸改性树脂及其制备方法 | |
| CN106543665A (zh) | 一种高韧性、高流动性pla/pp合金的制备方法 | |
| CN105623213A (zh) | 一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金的制备方法 | |
| CN106147162A (zh) | 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法 | |
| CN106700451A (zh) | 一种高韧性pc/pla基合金的制备方法 | |
| CN105647138A (zh) | 一种高韧性abs/pla基合金的制备方法 | |
| CN105504728A (zh) | 一种高韧性聚乳酸基复合材料及其制备方法 | |
| CN104163983A (zh) | 一种苎麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备工艺 | |
| CN107266882A (zh) | 一种高透明耐热聚乳酸基复合材料制备的制备方法 | |
| CN106543663A (zh) | 一种长天然纤维/聚乳酸基复合材料的制备方法 | |
| CN107033559A (zh) | 一种高韧性abs/pla基合金的制备方法 | |
| CN105713360A (zh) | 一种高韧性聚碳酸酯/聚乳酸基合金的制备方法 | |
| CN106554607A (zh) | 一种高韧性聚烯烃/聚乳酸基合金材料的制备方法 | |
| CN105368018A (zh) | 一种高透明耐热聚乳酸基复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161123 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |