CN106751609A - 一种改性聚乳酸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性聚乳酸，由如下按照重量份的原料组成：聚乳酸100份、环氧聚合型扩链剂0.1~10份、其他助剂0.1~5份。该种改性聚乳酸解决了聚乳酸的脆性问题，提高了聚乳酸的柔韧性，扩大了材料的应用领域，较好的保持了聚乳酸结构规整性，从而保持了聚乳酸较好的结晶速率和耐热变形性，原料广泛易得，加工简单快捷，适用于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体而言，涉及一种改性聚乳酸及其制备方法。
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，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，对保护环境有利。聚乳酸有良好的机械性能及物理性能，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便。但是聚乳酸柔软性不足，极易弯曲变形，断裂伸长率较差。为了满足一些对韧性等方面的需求，对其进行改性是必须的。
聚乳酸的改性方法包括改进加工和物理化学改性。聚乳酸和塑料、填料或增塑剂等共混，如CA1475530A中使用了聚丁酸丁二醇酯、CN1250065A使用了聚碳酸酯、CN1701082使用了聚甲醛，还有CN1793228使用了增塑剂。这些改性方法都是使用物理化学的方法，通过两种材料的混合，使得到的复合材料比聚乳酸具有更好的性能。但是，由于聚乳酸属于脂肪族聚酯，具有一定的分子量，再与其他材料共混，所形成的固体混合物缺乏足够的化学键或分子间作用力，彼此的相容性较差，因此得到的材料较于聚乳酸，韧性改善较小，同时强度又产生了明显的下降。
从这一角度出发，综合使用多种改性方法，并进行优化，提高聚乳酸与共混组分间的相容性，实现材料性能的明显提高是共同关注的内容。
发明内容
本发明目的在于解决上述问题，提供一种改性聚乳酸及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种改性聚乳酸，由如下按照重量份的原料组成：
聚乳酸 100份
环氧聚合型扩链剂 0.1~10份
其他助剂 0.1~5份
所述改性聚乳酸的聚乳酸为聚L乳酸、聚D乳酸或它们的共混物，重均分子量为1万~20万。
所述改性聚乳酸的环氧聚合型扩链剂的环氧当量为270~1530，重均分子量为5500~40000。
所述改性聚乳酸的其他助剂为热稳定剂。
所述改性聚乳酸的其他助剂为磷酸三甲酯、三乙基磷酸酯或磷酸三苯酯。
所述改性聚乳酸制备方法，由以下步骤组成：
（1）将聚乳酸粒子置于真空转鼓内，在60~200℃ 范围内恒温或逐步升温结晶1~20h，得到结晶度大于60%的聚乳酸粒子。
（2）将步骤(1)中得到的聚乳酸粒子在环氧聚合型扩链剂存在的条件下进行双螺杆挤出，得到改性聚乳酸；其中，双螺杆前半程结构以剪切为主，温度180~220℃ ，双螺杆后半程以输送为主，温度150~180℃；环氧聚合型扩链剂在前半程加入，螺杆转速50~200rpm。
本发明的有益效果：该种改性聚乳酸解决了聚乳酸的脆性问题，提高了聚乳酸的柔韧性，扩大了材料的应用领域，较好的保持了聚乳酸结构规整性，从而保持了聚乳酸较好的结晶速率和耐热变形性，原料广泛易得，加工简单快捷，适用于大规模工业化生产。
具体实施方式
实施例1：
在本发明的一个实施例中，该种改性聚乳酸，由如下按照重量份的原料组成：
聚乳酸 100份
环氧聚合型扩链剂 0.1份
其他助剂 0.1份
作为本发明的优选方案，聚乳酸为聚L乳酸重均分子量为10万；环氧聚合型扩链剂的环氧当量为1400，重均分子量为20000；其他助剂为磷酸三甲酯。
该种改性聚乳酸的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将聚乳酸粒子置于真空转鼓内，温度由60℃逐步升温至140℃，结晶时间10h，得到结晶度为60%的聚乳酸粒子。
（2）将步骤（1）中得到的聚乳酸粒子在环氧聚合型扩链剂存在的条件下进行双螺杆挤出，得到改性聚乳酸；其中，双螺杆前半程结构以剪切为主，温度180℃ ，双螺杆后半程以输送为主，温度170℃；在前半程加入环氧聚合型扩链剂，螺杆转速150rpm。挤出得到的产品断裂伸长率为37%。
实施例2：
在本发明的一个实施例中，该种改性聚乳酸，由如下按照重量份的原料组成：
聚乳酸 100份
环氧聚合型扩链剂 0.5份
其他助剂 0.1份
作为本发明的优选方案，聚乳酸为聚L乳酸重均分子量为10万；环氧聚合型扩链剂的环氧当量为1400，重均分子量为20000；其他助剂为磷酸三甲酯。
该种改性聚乳酸的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将聚乳酸粒子置于真空转鼓内，温度由60℃逐步升温至140℃，结晶时间10h，得到结晶度为60%的聚乳酸粒子。
（2）将步骤（1）中得到的聚乳酸粒子在环氧聚合型扩链剂存在的条件下进行双螺杆挤出，得到改性聚乳酸；其中，双螺杆前半程结构以剪切为主，温度180℃ ，双螺杆后半程以输送为主，温度170℃；在前半程加入环氧聚合型扩链剂，螺杆转速150rpm。挤出得到的产品断裂伸长率为50%。
实施例3：
在本发明的一个实施例中，该种改性聚乳酸，由如下按照重量份的原料组成：
聚乳酸 100份
环氧聚合型扩链剂 1份
其他助剂 0.1份
作为本发明的优选方案，聚乳酸为聚L乳酸重均分子量为10万；环氧聚合型扩链剂的环氧当量为1400，重均分子量为20000；其他助剂为磷酸三甲酯。
该种改性聚乳酸的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将聚乳酸粒子置于真空转鼓内，温度由60℃逐步升温至140℃，结晶时间10h，得到结晶度为60%的聚乳酸粒子。
（2）将步骤（1）中得到的聚乳酸粒子在环氧聚合型扩链剂存在的条件下进行双螺杆挤出，得到改性聚乳酸；其中，双螺杆前半程结构以剪切为主，温度180℃ ，双螺杆后半程以输送为主，温度170℃；在前半程加入环氧聚合型扩链剂，螺杆转速150rpm。挤出得到的产品断裂伸长率为80%。
对比例：
在本发明的一个对比例中，该种改性聚乳酸，由如下按照重量份的原料组成：
聚乳酸 100份
其他助剂 0.1份
作为本发明的优选方案，聚乳酸为聚L乳酸重均分子量为10万；其他助剂为磷酸三甲酯。
该种改性聚乳酸的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将聚乳酸粒子置于真空转鼓内，温度由60℃逐步升温至140℃，结晶时间10h，得到结晶度为60%的聚乳酸粒子。
（2）将步骤（1）中得到的聚乳酸粒子进行双螺杆挤出，其中，双螺杆前半程结构以剪切为主，温度180℃ ，双螺杆后半程以输送为主，温度170℃。挤出得到的产品断裂伸长率为10%。
以上实施例中，随着环氧聚合型扩链剂的比重增大，复合体系的断裂伸长率增加，聚乳酸材料的韧性增加。
该种改性聚乳酸解决了聚乳酸的脆性问题，提高了聚乳酸的柔韧性，扩大了材料的应用领域，较好的保持了聚乳酸结构规整性，从而保持了聚乳酸较好的结晶速率和耐热变形性，原料广泛易得，加工简单快捷，适用于大规模工业化生产。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种改性聚乳酸，其特征在于，由如下按照重量份的原料组成：
聚乳酸 100份
环氧聚合型扩链剂 0.1~10份
其他助剂 0.1~5份 。
2.根据权利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于：所述聚乳酸为聚L乳酸、聚D乳酸或它们的共混物，重均分子量为1万~20万。
3.根据权利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于：所述环氧聚合型扩链剂的环氧当量为270~1530，重均分子量为5500~40000。
4.根据权利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于：所述其他助剂为热稳定剂。
5.根据权利要求4所述的改性聚乳酸，其特征在于：所述其他助剂为磷酸三甲酯、三乙基磷酸酯或磷酸三苯酯。
6.权利要求1所述的改性聚乳酸制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
（1）将聚乳酸粒子置于真空转鼓内，在60~200℃ 范围内恒温或逐步升温结晶1~20h，得到结晶度大于60%的聚乳酸粒子；
（2）将步骤(1)中得到的聚乳酸粒子在环氧聚合型扩链剂存在的条件下进行双螺杆挤出，得到改性聚乳酸；其中，双螺杆前半程结构以剪切为主，温度180~220℃ ，双螺杆后半程以输送为主，温度150~180℃；环氧聚合型扩链剂在前半程加入，螺杆转速50~200rpm。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111040394A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-04-21 | 包头稀土研究院 | 聚乳酸改性材料及其制备方法 |
| CN113698697A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-26 | 无锡得宇新材料有限公司 | 一种微孔发泡增强材料及其制备方法 |
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2016
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111040394A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-04-21 | 包头稀土研究院 | 聚乳酸改性材料及其制备方法 |
| CN111040394B (zh) * | 2019-05-24 | 2021-10-26 | 包头稀土研究院 | 聚乳酸改性材料及其制备方法 |
| CN113698697A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-26 | 无锡得宇新材料有限公司 | 一种微孔发泡增强材料及其制备方法 |
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