CN106349670B - 一种改性聚乳酸体系及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性聚乳酸(PLA)体系，包括70～100重量份的聚乳酸、1～10重量份的改性剂和15～20重量份的脱水剂，其中，改性剂选自三(2‑羟乙基)异氰尿酸酯或三(2‑羟乙基)异氰尿酸酯衍生物中任意一种或其组合。本发明中改性剂与脱水剂的组合既可作为膨胀型阻燃剂又兼具成核剂的功能，可用于增强PLA材料的阻燃性能和结晶性能，其所具有的多功能性降低了PLA助剂的使用量，不会对PLA的力学性能和稳定性产生影响。

Description

一种改性聚乳酸体系及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸体系，特别涉及一种具有高阻燃性和易结晶性的改性聚乳酸体系。
背景技术
聚乳酸(PLA)材料相对于传统材料如水泥、玻璃、陶瓷和钢铁而言是新生高分子材料，但其具有很好的生物降解性能，已逐渐成为工业、农业和科技等领域的重要材料。然而，聚乳酸作为热塑性高分子材料属于易燃材料，其极限氧指数约为21％，且被引燃后，火势蔓延迅速，造成人员和财物损失；燃烧过程中产生熔体滴落，也对火灾中的人员的生命安全造成极大威胁。因此，在医疗器械、交通设施、装饰材料等诸多领域应用的聚乳酸材料的阻燃改性得到较为广泛的关注。
常见的阻燃方法是在聚合物中添加阻燃剂，从早期常用的含卤阻燃剂，发展到目前常用的含磷阻燃剂或者磷-氮(硅)等协同阻燃剂，使聚合物材料的易燃性得到明显的抑制。近年来，阻燃界对膨胀型阻燃剂(IFR)也逐渐重视，其主要是通过成炭阻燃机理发挥作用的，IFR体系被认为是实现阻燃高分子材料无卤化的重要途径之一。然而，现有的阻燃剂存在一些缺陷，如卤系阻燃剂的燃烧产物(卤化氢气体)对环境有一定的负面影响，含磷阻燃剂存在明显烟雾释放现象，而一些膨胀型阻燃剂的成炭性并不理想，且普遍用量较多，对聚合物材料的应用性能有一定不利影响，因而研制出一种污染小，阻燃效果好且添加量少的阻燃剂是十分必要的。
另一方面，聚乳酸高分子材料的结晶性能差，严重影响其制品的成型加工，因而需要改变材料的配方或生产过程以满足多领域需求。常用的解决方法有以下两种：一种是加入成核剂，如滑石粉等，成核剂能降低成核的表面自由能垒，在高冷却速度下促进结晶；另一种是改变成型条件，特别是成型温度和成型时间。现有工艺条件下，获得耐热性聚乳酸制品的工艺条件复杂，成型周期长，且能耗增加，从而导致生产成本较高。同时，多种改性剂的大量添加会导致聚乳酸材料力学性能的降低，影响制品的力学强度。
基于以上原因，开发一种阻燃性好、添加量少和可增强结晶性能的综合助剂用于改善聚乳酸高分子材料的阻燃性能和结晶性能，以及简化PLA制品的工艺条件是十分必要的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，采用三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)与芳香酸形成的酯作为改性剂，与脱水剂聚磷酸铵形成膨胀型阻燃剂(IFR)用于聚乳酸(PLA)材料，改性剂或改性剂与脱水剂的组合在高效阻燃的同时促进了聚乳酸的结晶性能，且改性剂和脱水剂的添加量少，不会对PLA的力学性能产生影响，从而完成了本发明。
本发明的目的在于提供以下方面：
第一方面，提供一种改性聚乳酸体系，其特征在于，所述改性聚乳酸体系包括以下重量配比的组分：
聚乳酸 70～100重量份，
改性剂 1～10重量份，
所述改性剂选自三(2-羟乙基)异氰尿酸酯或三(2-羟乙基)异氰尿酸酯衍生物中任意一种或其组合。
第二方面，提供一种改性聚乳酸体系的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，在反应釜中加入设定量的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯，升温熔融后加入芳香酸，在设定温度下反应；
步骤2，对聚乳酸、脱水剂以及步骤1中产物进行干燥处理，按设定重量配比混合，在配混设备中进行熔融共混；
步骤3，对步骤2中得到的共混物进行造粒、干燥后得到改性聚乳酸体系。
第三方面，提供一种上述所述的改性聚乳酸体系用作具有增强的阻燃性能和结晶性能的材料的用途；
第四方面，还提供一种改性剂或改性剂与脱水剂的组合用于改善聚乳酸体系的阻燃性能和结晶性能的用途，
所述改性剂选自三(2-羟乙基)异氰尿酸酯或三(2-羟乙基)异氰尿酸酯衍生物中任意一种或其组合，
所述脱水剂选自聚磷酸盐、硼酸盐、磷酸胺盐和磷酸酯中的一种或多种，优选为聚磷酸盐，更优选为聚磷酸铵。
根据本发明提供的一种改性聚乳酸体系及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)采用THEIC与芳香酸形成的酯作为改性剂，与脱水剂聚磷酸铵形成膨胀型阻燃剂用于PLA，改性剂或改性剂与脱水剂的组合在高效阻燃的同时改善了PLA的结晶性能；
(2)本发明中包含改性剂和脱水剂的组合物既作为膨胀型阻燃剂又兼具成核剂的功能，因而降低了改善PLA性能的添加剂的使用量，不会对PLA的力学性能和稳定性产生影响；
(3)采用芳香酸对THEIC进行部分酯化，增强THEIC的热稳定性并降低其在聚合物中的迁移性，有利于THEIC性能的发挥；
(4)本发明提供的改性PLA体系的制备方法操作简便、易于控制，可极大简化PLA制品的制备工艺。
附图说明
图1示出TP43和TP45的红外光谱图；
图2示出TP43和TP45的核磁共振氢谱；
图3示出TP43、TP45、THEIC和PTA的TG曲线；
图4示出TP43、TP45、THEIC和PTA的DTG曲线；
图5示出IFR43和IFR45的TG和DTG曲线；
图6示出PLA、PLA/IFR43和PLA/IFR45的DSC曲线；
图7示出PA6、PA6/IFR43和PA6/IFR45的DSC曲线；
图8示出PLA、PLA/TP43和PLA/TP45的DSC曲线；
图9示出PA6、PA6/TP43和PA6/TP45的DSC曲线。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明的第一方面，提供一种改性聚乳酸(PLA)体系，其特征在于，所述改性PLA体系包括以下重量配比的组分：
PLA 70～100重量份，
改性剂 1～10重量份，
所述改性剂选自三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)或三(2-羟乙基)异氰尿酸酯衍生物中任意一种或其组合。THEIC是一种富含叔胺结构的三嗪类化合物，具有优良的成炭效果，具有较好的阻燃功能，且在热降解过程中产生氨气等不可燃气体，可兼具膨胀型阻燃剂(IFR)体系中炭源和气源的组分。
由于THEIC的热稳定性略显不足，且较好的亲水性也增强了其在聚合物中的迁移性，因而将THEIC与有机酸进行部分酯化，以提高其热稳定性及在聚合物中的稳定性。三(2-羟乙基)异氰尿酸酯衍生物为三(2-羟乙基)异氰尿酸酯与有机酸形成的酯，所述有机酸选自芳香酸，优选为苯甲酸、苯乙酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸、对苯二乙酸中的一种或多种，更优选为对苯二甲酸。上述芳香酸分子中由于含有苯环，结构稳定，其与THEIC进行酯化后可降低THEIC的亲水性，提高其在聚合物中的稳定性。
THEIC中含有三个对称羟基，而所选的芳香酸中存在一个或两个羧基，可知两种原料的摩尔比会影响所形成酯化物的结构，不同结构的酯化物对聚合物的成炭性和热稳定性表现的也不一致。同时，为保证THEIC中羧基的部分酯化，所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯与有机酸的用量比为所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的摩尔量：有机酸的摩尔量＝4:3～2:3。
本发明中，所述改性聚乳酸体系还包括脱水剂，所述脱水剂选自聚磷酸盐、硼酸盐、磷酸胺盐和磷酸酯中一种或多种，优选为聚磷酸盐，更优选为聚磷酸铵。聚磷酸铵具有含磷量高、含氮量高、热稳定性好、近于中性、阻燃效果好等优点，兼具IFR体系中酸源和气源的双重功能，与THEIC或THEIC的酯化物共同作为膨胀型阻燃剂的组分用于聚乳酸的阻燃。对加入改性剂或改性剂与脱水剂组合的PLA进行性能验证，确定改性剂本身以及改性剂与脱水剂的组合不仅起到了阻燃的作用，同时对PLA有促进结晶的作用。改性聚乳酸体系中PLA、改性剂和脱水剂的重量配比如下：
PLA 80～90重量份，
改性剂 2～5重量份，
脱水剂 15～20重量份。
本发明中，所述改性聚乳酸体系的制备方法包括以下步骤：
步骤1，在反应釜中加入设定量的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯，升温熔融后加入芳香酸，在设定温度下反应；
步骤2，对聚乳酸、脱水剂以及步骤1中产物进行干燥处理，按设定重量配比混合，在配混设备中进行熔融共混；
步骤3，对步骤2中得到的共混物进行造粒、干燥后得到改性聚乳酸体系。
步骤1中，选择熔融温度为140℃～170℃，使THEIC高效快速熔融。
待THEIC完全熔融后加入芳香酸，升温至反应温度为180℃～210℃。在此温度下，伴随着产生的水的排出，酯化反应能够快速地进行，且制得的产物中结构单一，副产物少。
在一种优选的实施方式中，反应过程伴随搅拌操作，使反应物接触充分且受热均匀，加快反应速率。
在进一步优选的实施方式中，酯化反应时加入钛催化剂，以加快酯化反应速率。
本发明中设定反应时间为2～4h。当反应时间小于2h时，反应进行得不够充分，形成的产物中由于大量反应原料的存在性能不稳定；当反应时间大于4h时，产物的收率不再明显提高，继续延长反应时间，不仅耗费时间，反应体系中可能会产生较多的副产物。
步骤2中，所述干燥处理的方式为常压干燥、真空干燥中任意一种，优选为真空干燥。干燥温度为80℃～120℃；干燥时间为10h～15h。温度太高或干燥时间过长容易造成原料变质或结块，而温度太低或干燥时间不足则可能造成含水率过高的现象。高含水率的聚乳酸在高温下会发生水解，不利于聚乳酸改性的实施。
熔融温度为180℃～200℃。在此熔融温度范围内熔体呈流动性，熔体粘度降低，有利于各组分的混合，且不会因温度过高导致PLA的热降解。
步骤3中，采用双螺杆挤出机进行熔融共混、造粒。造粒完成后进行干燥处理，干燥温度为80℃～120℃；干燥时间为10h～15h。所述干燥处理的方式为常压干燥、真空干燥中任意一种，优选为真空干燥。温度过高(高于120℃)且干燥时间过长(大于15h)容易造成改性聚乳酸颗粒结块，而温度太低(低于80℃)或干燥时间不足(小于10h)则可能造成含水率过高，影响聚乳酸体系的稳定性。
本发明同时提供了一种上述所述的改性聚乳酸体系用作具有增强的阻燃性能和结晶性能的材料的用途。
本发明还提供了一种改性剂或改性剂与脱水剂的组合用于改善聚乳酸体系的阻燃性能和结晶性能的用途，
其中，所述改性剂选自三(2-羟乙基)异氰尿酸酯或三(2-羟乙基)异氰尿酸酯与芳香酸形成的酯中任意一种或其组合；
所述脱水剂选自聚磷酸盐、硼酸盐、磷酸胺盐和磷酸酯中任意一种或多种，优选为聚磷酸盐，更优选为聚磷酸铵。
本发明中，所述改性剂和脱水剂的组合可形成膨胀型阻燃剂，该膨胀型阻燃剂具有较好的热稳定性和成炭性，能够有效减缓聚合物的热失重速率，降低挥发到气相中的可燃气体的浓度，并且在凝聚相中增强聚合物的成炭能力，提高残炭量，利于改性聚合物阻燃性能的发挥。
另一方面，改性剂本身或改性剂与脱水剂组合的加入对PLA体系起到了促进结晶的作用，对于制备阻燃性且具有较好加工性(结晶性能)的PLA材料具有重要意义。
实施例
本发明中原料来源为：三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)：工业级，常州蓝天化工有限公司；对苯二甲酸(PTA)：纤维级，中国石油化工股份有限公司天津分公司；聚磷酸铵(APP)：工业级，山东世安化工有限公司；聚酰胺6(PA6)：广东新会美达锦纶股份有限公司；聚L-乳酸(PLA)：浙江海正生物材料股份有限公司。
实施例1
1)在反应釜中加入0.4moL THEIC，升温至155℃，待体系完全熔融后加入0.3moLPTA和0.15g含钛催化剂，在190℃下搅拌反应3h，冷却至室温，得到白色粉末状样品TP43；
2)将PLA切片、APP以及TP43在90℃下真空干燥12h，称取800g PLA切片、170g APP以及30g TP43并混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆转速为25r/min，熔融温度为190℃；
3)反应结束后得到的共混物经80℃真空干燥12h，试样命名为PLA/IFR43。
实施例2
1)在反应釜中加入0.4moL THEIC，升温至155℃，待体系完全熔融后加入0.5moLPTA和0.15g含钛催化剂，在190℃下搅拌反应3h，冷却至室温，得到白色粉末状样品TP45；
2)将PLA切片、APP以及TP45在90℃下真空干燥12h，称取800g PLA切片、170g APP以及30g TP45并混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆转速为25r/min，熔融温度为190℃；
3)反应结束后得到的共混物经80℃真空干燥12h，试样命名为PLA/IFR45。
对比例
对比例1
1)在反应釜中加入0.4moL THEIC，升温至155℃，待体系完全熔融后加入0.3moLPTA和0.15g含钛催化剂，在190℃下搅拌反应3h，冷却至室温，得到白色粉末状样品TP43；
2)将PA6切片、APP以及TP43在120℃下真空干燥12h，称取800g PA6切片、170g APP以及30g TP43并混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆转速为25r/min，熔融温度为240℃；
3)反应结束后得到的共混物经120℃真空干燥12h，试样命名为PA6/IFR43。
对比例2
1)在反应釜中加入0.4moL THEIC，升温至155℃，待体系完全熔融后加入0.5moLPTA和0.15g含钛催化剂，在190℃下搅拌反应3h，冷却至室温，得到白色粉末状样品TP45；
2)将PA6切片、APP以及TP45在120℃下真空干燥12h，称取800g PA6切片、170g APP以及30g TP45并混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，螺杆转速为25r/min，熔融温度为240℃；
3)反应结束后得到的共混物经120℃真空干燥12h，试样命名为PA6/IFR45。
实验例
结构测试(IR和NMR)：采用Nexus 670型红外光谱仪，KBr压片；Bruker BioSpin500MHz型核磁共振仪，d6-DMSO作为溶剂。
热性能(DSC)：采用Seiko DSC-6200型差示扫描量热仪氮气气氛下测试，样品用量为6～8mg，温度范围20～300℃，升温速率20℃/min。
热稳定性(TG)：采用Seiko6300型热重分析仪氮气氛围下测试，温度范围为30～700℃，升温速率10℃/min。
极限氧指数(LOI):采用Dynisco极限氧指数分析仪测试试样的LOI，同时观察样条的熔滴情况，样条尺寸为80mm×6.5mm×3mm，在Haake MiniJet微量试样注射机上制备。
燃烧测试：将试样3g置于30mL陶瓷坩埚中，放在开放式电炉上加热，直至试样燃烧至无烟状态，分析测试试样的燃烧性和残余质量。
实验例1THEIC酯化物TP43和TP45的结构分析
对TP43和TP45进行红外分析，结果如图1所示；
将TP43和TP45进行核磁共振分析，结果如图2所示。
由图1TP43和TP45的红外光谱图可知，两者出现相同的吸收峰，均包含1670.22cm-1的-C＝O峰和1112.62cm-1的C-O-C峰，说明不同摩尔比例下，酯化反应都可以进行。
由图2核磁共振氢谱可知，TP43和TP45酯化物的结构和酯化度略有差别。尽管在相同化学位移处均出现H共振峰，但峰的强度和面积却有明显不同。在TP43中，3～3.9ppm的峰强度和峰面积明显低于其在TP45中，表明TP43中THEIC的羟乙基中的亚甲基H在TP43中比在TP45中少，因此TP43的酯化程度高于TP45。同时，羟基酯化后相邻的亚甲基中的H的化学位移表现在4.1～4.8ppm，在两者的曲线中，TP43在该位移的峰强度和峰面积也远远高于在TP45中，这与前面得到的结果相一致。
实验例2THEIC酯化物TP43和TP45的热稳定性
由图3表示的酯化物TP43和TP45以及两种原料THEIC和PTA的TG曲线可知，THEIC和PTA均为一步分解完全，热降解失重很快，二者最终的残炭质量分别仅为1％和3％。进行部分酯化后得到的TP43和TP45的热稳定性有所提高，其起始降解温度和PTA的降解温度相近，但热降解过程较为复杂，均发生逐渐的多步降解反应。TP43和TP45在600℃的残炭量类似，约为10％，说明两者均具有良好的成炭性，可作为IFR中的炭源组分。
由图4表示的DTG曲线可知，THEIC和PTA均出现一个降解速率峰值，说明其降解过程相对比较简单。而形成酯化物后，TP43和TP45均出现四个强度不等的最快降解速率峰值，由于酯化结构的程度不同，TP43和TP45降解过程亦随之发生变化。
实验例3IFR43和IFR45的热稳定性
将TP43和TP45分别与APP按质量比3:17(TP：APP)共混，形成膨胀型阻燃剂体系，分别命名为IFR43和IFR45。在与聚合物熔融共混之前，对其进行了热稳定性的分析，见图5。TG曲线表明，200℃之前，二者的热失重不明显，初始热降解温度约250℃，当温度低于400℃时，二者的热失重曲线是相似的；温度从400℃升高至700℃，IFR43的质量失重速率较IFR45慢。DTG曲线可知，IFR43和IFR45最快降解失重阶段均发生在580℃左右。此外，IFR43和IFR45在700℃的残炭量分别为22.99％和21.42％，二者具有较好的热稳定性和成炭性。结合此类膨胀型阻燃剂的分解和作用机理和DTG曲线，IFR的热降解主要分为两个阶段，第一个阶段主要是由于APP释放出NH3和H2O，与TP43或TP45发生酯化反应，该反应发生在300℃～400℃。随着体系进一步加热，H3PO4和H2O从酯化反应的产物中迁移形成炭层，炭层在气体的作用下膨胀发泡，覆盖在聚合物表面，阻隔了燃烧内部与外部的传质传热。
实验例4极限氧指数(LOI)
将实施例1～2与对比例1～2中聚合物原料与制得的产物进行极限氧指数测定，结果如表1所示，同时定性观察熔滴情况，☆的个数越多，表明熔滴现象越严重。由表1可知，PLA的氧指数为21％～22％，添加阻燃剂后，氧指数提高到26％～27％，熔滴情况也明显降低。PA6的氧指数和熔滴情况也发生明显变化，说明IFR的加入能够有效的抑制聚合物的燃烧，降低氧指数，并通过生成膨胀炭层减少燃烧过程产生的熔滴。
表1极限氧指数数据
注：熔滴情况是测试过程中的目测结果，☆越多，表示熔滴越严重。
实验例5共混阻燃改性聚合物的热性能
图6～图7示出了聚合物/IFR体系的DSC曲线，表2示出具体数据。由图6可知，PLA本身不易结晶，玻璃转化温度(Tg)和熔融温度(Tm)分别为58.7℃和174.3℃，加入阻燃剂后，Tg和Tm也没有明显变化。然而与PLA相比，PLA/IFR43和PLA/IFR45在98℃附近均出现非常明显的结晶峰，充分说明IFR体系对PLA的成核促进结晶的作用。这一发现，对于制备阻燃性且具有较好加工性的PLA材料具有重要意义。
由图7知，PA6的结晶温度(Tc)为68.9℃，而PA6/IFR43和PA6/IFR45的Tc分别为73.8℃和76.2℃，同时PA6的Tm为223.4℃，而PA6/IFR43和PA6/IFR45的Tm则降低至218.3℃和208.8℃，说明阻燃剂的加入起到增塑剂的作用，使得Tc有所提高。然而20％质量含量的IFR，可能会阻碍PA6分子链的结晶过程和晶型结构，从而导致Tm降低。
图8～图9示出了聚合物/单一阻燃剂(TP43或TP45)的DSC曲线，表3列出了具体的数据，由图8可知，加入单一阻燃剂TP43或TP45后的PLA同样出现明显的结晶峰，说明TP本身就能够明显促进PLA的结晶。
由图9知，加入单一阻燃剂TP43或TP45的PA6的Tc分别69.1℃和72.4℃，与PA6本身的Tc(68.9℃)相比，变化并不明显。说明TP对PA6的成核效应不明显。
表2阻燃共混物的DSC数据
表3聚合物/TP共混物的DSC数据
实验例6共混阻燃改性聚合物的热稳定性
表4示出共混阻燃改性聚合物的热稳定性数据。可以看出，PLA的初始热降解温度(Td,5％，失重5％时的温度)为312℃，加入IFR后熔融共混形成的PLA/IFR43和PLA/IFR45的初始降解温度分别为298℃和301℃，初始热降解温度没有发生明显变化，PLA/IFR43和PLA/IFR45的热稳定性几乎与PLA相同。同时，IFR43和IFR45表现出较好的成炭性，PLA的最终残余量几乎为0，而PLA/IFR43和PLA/IFR45在500℃的最终残炭量分别为11.84％和9.93％，在600℃的最终残炭量分别为11.59％和9.55％。同时，PLA/IFR43和PLA/IFR45的最快热失重速率(Vmax)明显低于PLA，说明IFR在PLA的热降解过程中同样能够起到保护内部材料的作用，具有延缓PLA降解的效果。
PA6加入20％的IFR43和IFR45后，熔融共混得到PA6/IFR43和PA6/IFR45的初始热分解温度分别为273℃和280℃，明显低于PA6的初始分解温度363℃，这可能是由于共混在PA6中的IFR先于PA6发生分解降解，产生的自由基等化学物质使PA6发生断链降解，导致PA6/IFR的初始热分解温度大大提前。加入阻燃剂后PA6的最快热失重速率明显降低，同时600℃的残炭量提高到16.98％和10.17％，说明IFR的加入对聚合物的阻燃性能的发挥是有利的。
IFR的加入均可延缓或降低聚合物的最快降解速率，这对于降低燃烧过程中气相中可燃降解物的浓度具有很重的作用，且IFR的加入毫无例外地增加了聚合物的成炭率，符合IFR体系在燃烧过程中凝聚相以及气相中发挥阻燃效果的基本机理。然而，除PLA外，IFR的加入会导致热稳定性的降低，说明聚合物的链结构和IFR的降解组分与聚合物的降解机理之间的相互影响有十分密切的关系。
表4阻燃共混物的热失重温度和残炭量
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种改性聚乳酸体系，其特征在于，所述改性聚乳酸体系包括以下重量配比的组分：
聚乳酸 70～100重量份，
改性剂 1～10重量份，
脱水剂 15～20重量份，
所述改性剂选自三(2-羟乙基)异氰尿酸酯衍生物，所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯衍生物为三(2-羟乙基)异氰尿酸酯与有机酸形成的酯，
所述有机酸选自苯甲酸、苯乙酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸、对苯二乙酸中的一种或多种，
所述脱水剂为聚磷酸铵。
2.根据权利要求1所述的改性聚乳酸体系，其特征在于，所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯与有机酸的用量比为三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的摩尔量：有机酸的摩尔量＝4:3～2:3。
3.根据权利要求1所述的改性聚乳酸体系，其特征在于，所述改性聚乳酸体系包括如下重量配比的组分：
聚乳酸 80～90重量份，
改性剂 2～5重量份，
脱水剂 15～20重量份。
4.根据权利要求1至3之一所述的改性聚乳酸体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1，在反应釜中加入设定量的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯，升温熔融后加入芳香酸，在设定温度下反应；
步骤2，对聚乳酸、脱水剂以及步骤1中产物进行干燥处理，按设定重量配比混合，在配混设备中进行熔融共混；
步骤3，对步骤2中得到的共混物进行造粒、干燥后得到改性聚乳酸体系。
5.根据权利要求4所述的改性聚乳酸体系的制备方法，其特征在于，步骤1)中，
熔融温度为140℃～170℃；和/或
反应温度为180℃～210℃；和/或
反应时间2～4h。
6.根据权利要求4所述的改性聚乳酸体系的制备方法，其特征在于，步骤2)中，
所述干燥为常压干燥、真空干燥中任意一种；和/或
干燥温度为80℃～120℃；和/或
干燥时间为10h～15h；和/或
熔融温度为180℃～200℃。
7.根据权利要求6所述的改性聚乳酸体系的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述干燥为真空干燥。
8.如权利要求1-3中任一项所述的改性聚乳酸体系用作具有增强的阻燃性能和结晶性能的材料的用途。
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