CN110079064A - 一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法 - Google Patents

一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法 Download PDF

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丘晓琳
束建军
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Jiangsu Dachuan New Materials Technology Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法,包括有如下步骤:第一步:制备聚乳酸‑聚乙烯乙二醇共聚物:1)、在循环水真空泵减压环境下,取96‑98质量份纯化后的乳酸、2‑4质量份聚乙烯乙二醇加入反应装置,升温至120‑125℃,蒸馏2.5‑3h;2)、加入0.6‑1.0质量份的催化剂以10‑20℃/min的速度将上述混合液升温至160‑170℃,熔融反应8‑9h,反应过程中以300‑450r/min的转速搅拌反应物,反应完成后立即倒出并冷却至室温,制得粗产品;3)、将所述粗产品溶于丙酮,用水沉淀,洗涤抽滤3次,置40‑50℃下真空干燥,研磨成粉末备用;第二步:制备增塑体系。

Description

一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法
技术领域
本发明主要涉及聚乳酸成型技术领域,特别是涉及一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法。
背景技术
全世界每年生产大量塑料,塑料在使用后的处理变得严重问题。近年来,由于废弃塑料引发越来越严重的环境污染问题,使可降解塑料引起人们越来越多的重视。聚乳酸或聚乳酸(PLA)因其良好的性能,如安全性,良好的生物相容性、热加工性能,透明度高而被公认为具有良好潜力生物降解包装材料。然而,PLA缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形,应用于包装时需对其进行增韧改性。用于包装的PLA多采用生物降解树脂增塑剂共混进行增韧改性,常用的是聚乙二醇、聚乙醇酸,聚己内酯、三乙酸甘油酯、柠檬酸酯、葡萄糖酸酯等,有些会降低其玻璃化转变温度及弹性模量等力学性能。
目前市面上常见的PLA加工温度普遍在170-230℃范围内,与加工温度较低的一些石油基聚合物相比没有明显优势。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明旨在提供一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法。
为实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案:
一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法,包括有如下步骤:
第一步:制备聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物:
1)、在循环水真空泵减压环境下,取96-98质量份纯化后的乳酸、2-4质量份聚乙烯乙二醇加入反应装置,升温至120-125℃,蒸馏2.5-3h;
2)、加入0.6-1.0质量份的催化剂以10-20℃/min的速度将上述混合液升温至160-170℃,熔融反应8-9h,反应过程中以300-450r/min的转速搅拌反应物,反应完成后立即倒出并冷却至室温,制得粗产品;
3)、将所述粗产品溶于丙酮,用水沉淀,洗涤抽滤3次,置40-50℃下真空干燥,研磨成粉末备用;
第二步:制备增塑体系:
取第一步中所制聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物45-55质量份、亚磷酸三苯酯45-55质量份充分混合,在氮气保护下加热到150-165℃,以400-600r/m的转速搅拌3-5min后冷却至室温,切碎后研磨至粉末,即得所需产物。
作为本发明的改进,所述催化剂为锡基催化剂或钾基催化剂。
作为本发明的进一步改进,所述锡基催化剂为氯化亚锡或辛酸亚锡。
作为本发明的具体技术方案,所述聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物为分子量低于20000的低聚物。
与现有技术相比,本发明的优点在于:1.该增塑剂基于聚乳酸-聚乙烯乙二醇嵌段共聚物,并与具有协同作用的亚磷酸三苯酯增塑剂复配成新型增塑体系,与高聚物聚乳酸体系的相容性好,可显著降低高聚物聚乳酸的熔点及加工温度。
2.增塑剂分子间相互作用力减小,更易于插入到高聚物分子链间,降低高聚物PLA黏均摩尔质量,从而降低高聚物分子链的结晶度,调节增塑剂用量,调节成型温度,实现低温成型,降低能耗,同时可使高聚物PLA柔韧性增强,拉伸强度提高。
3.该增塑剂在高聚物PLA中1个月内即可完全降解,实现对人体与环境无毒无害。
具体实施方式
以下对本发明中的可用于聚乳酸低温成型的增塑方法做进一步说明。
实例一:
第一步:制备聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物
在循环水真空泵减压环境下,取96质量份纯化后乳酸、4质量份聚乙烯乙二醇加入反应装置,升温至120-℃,蒸馏2.5h。
加入0.6质量份的催化剂氯化亚锡以20℃/min的速度将上述混合液升温至160℃,熔融反应8h,反应过程中以300r/min的转速搅拌反应物。反应完成后立即倒出并冷却至室温,制得粗产品。
将上诉粗产品溶于丙酮,用水沉淀,洗涤抽滤3次,置于40℃下真空干燥,研磨成粉末备用。
第二步:制备增塑体系
取第一步中所制聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物45质量份、亚磷酸三苯酯55质量份充分混合,在氮气保护下加热到150℃,以400r/m的转速搅拌4min后冷却至室温。切碎后研磨至粉末,即得所需产物。
实例二:
第一步:制备聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物
在循环水真空泵减压环境下,取98质量份纯化后乳酸、2质量份聚乙烯乙二醇加入反应装置,升温至125℃,蒸馏3h。
加入1.0质量份的催化剂氯化亚锡以20℃/min的速度将上述混合液升温至170℃,熔融反应9h,反应过程中以400r/min的转速搅拌反应物。反应完成后立即倒出并冷却至室温,制得粗产品。
将上诉粗产品溶于丙酮,用水沉淀,洗涤抽滤3次,置50℃下真空干燥,研磨成粉末备用。
第二步:制备增塑体系
取第一步中所制聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物55质量份、亚磷酸三苯酯45质量份充分混合,在氮气保护下加热到165℃,以500r/m的转速搅拌3min后冷却至室温。切碎后研磨至粉末,即得所需产物。
实例三:
第一步:制备聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物
在循环水真空泵减压环境下,取97质量份纯化后乳酸、3质量份聚乙烯乙二醇加入反应装置,升温至125℃,蒸馏3h。
加入0.8质量份的催化剂以15℃/min的速度将上述混合液升温至170℃,熔融反应9h,反应过程中以450r/min的转速搅拌反应物。反应完成后立即倒出并冷却至室温,制得粗产品。
将上诉粗产品溶于丙酮,用水沉淀,洗涤抽滤3次,置50℃下真空干燥,研磨成粉末备用。
第二步:制备增塑体系
取第一步中所制聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物55质量份、亚磷酸三苯酯45质量份充分混合,在氮气保护下加热到150℃,以600r/m的转速搅拌5min后冷却至室温。切碎后研磨至粉末,即得所需产物。
以上所述使本发明的优选实施方式,对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干变型和改进,这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种可用于聚乳酸低温成型的增塑方法,包括有如下步骤:
第一步:制备聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物:
1)、在循环水真空泵减压环境下,取96-98质量份纯化后的乳酸、2-4质量份聚乙烯乙二醇加入反应装置,升温至120-125℃,蒸馏2.5-3h;
2)、加入0.6-1.0质量份的催化剂以10-20℃/min的速度将上述混合液升温至160-170℃,熔融反应8-9h,反应过程中以300-450r/min的转速搅拌反应物,反应完成后立即倒出并冷却至室温,制得粗产品;
3)、将所述粗产品溶于丙酮,用水沉淀,洗涤抽滤3次,置40-50℃下真空干燥,研磨成粉末备用;
第二步:制备增塑体系:
取第一步中所制聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物45-55质量份、亚磷酸三苯酯45-55质量份充分混合,在氮气保护下加热到150-165℃,以400-600r/m的转速搅拌3-5min后冷却至室温,切碎后研磨至粉末,即得所需产物。
2.根据权利要求1所述的可用于聚乳酸低温成型的增塑方法,其特征在于:所述催化剂为锡基催化剂或钾基催化剂。
3.根据权利要求2所述的可用于聚乳酸低温成型的增塑方法,其特征在于:所述锡基催化剂为氯化亚锡或辛酸亚锡。
4.根据权利要求1所述的可用于聚乳酸低温成型的增塑方法,其特征在于:所述聚乳酸-聚乙烯乙二醇共聚物为分子量低于20000的低聚物。
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