CN110499008A - 一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物及其制备方法 - Google Patents

一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物及其制备方法 Download PDF

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彭少贤
寇志敏
周为夷
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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物，按重量份数计，所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的原料包括如下组份：聚乳酸100份、低分子量聚己内酯共聚物10～40份、高反应活性物质2～30份；所述的低分子量聚己内酯共聚物分子量为500g/mol～20000g/mol；所述的高反应活性物质包括二异氰酸酯、多异氰酸酯、含有二环氧基团的小分子、含有二环氧基团的低聚物、含有多环氧基团的小分子、含有多环氧基团的低聚物中的一种或几种的混合物；本发明制备得到的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物同时实现了聚乳酸基共混物高韧高强的力学性能和优良的形状记忆行为。

Description

一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料制造领域，尤其涉及一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物及其制备方法。
背景技术
聚乳酸(聚乳酸)具有机械强度高、模量大、可塑性好等优点，可作为部分石油基聚合物材料的理想替代品。目前，世界各国针对石油基高分子材料提出“限塑令”甚至“禁塑令”，可以预见生物基的聚乳酸在各个行业有着巨大的应用前景。然而，纯聚乳酸硬而脆、抗冲击性能差、断裂伸长率低，这些缺点是聚乳酸在应用过程中亟待解决的问题。
共混改性能够在一定程度上改善聚乳酸的性能切作简单、成本较低，在大多数情况下通过简单共混制备高性能聚乳酸共混物是很困难的，因为多数聚合物与聚乳酸不相容。在共混的过程中界面相容性对共混制得复合材料的性能有重要影响，通常，不相容的聚合物的共混物难以表现出较好的性能。因此如何对聚乳酸共混物进行改性增加共混物材料的相容性，从而制备得到高韧高强的复合材料即提高复合材料的冲击强度和断裂伸长率，成为技术难点。
形状记忆材料是指可以形变并固定为一个临时的形状，然后在一定的外部作用，如光、电、温度、化学等刺激下恢复为原有永久形状的材料这一特性使材料在传感器、微流体系统、生物医学等领域中有着广阔的应用前景。传统的形状记忆高分子材料的来源以石油基材料为主，如聚降冰片烯、聚氨酯、高反式聚异戊二烯，以及苯乙烯、丁二烯共聚物等，这些形状记忆材料使用后，废弃不具有生物可降解性，也带来了环境的污染。形状记忆高分子材料得到了广泛的研究，随着研究的深入和行业发展的需求，开发全生物基、绿色环保、具有生物可降解性的形状记忆高分子材料已成为人们关注的热点。
如何开发一种新的高分子材料，使得其同时具备高韧高强的力学性能和形状记忆行为，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物及其制备方法，将低分子量聚己内酯共聚物和聚乳酸共混，在共混过程中实现聚己内酯预聚物的交联反应，形成交联结构聚己内酯弹性体，分散在聚乳酸基体中，同时实现了聚乳酸基共混物高韧高强的力学性能和优良的形状记忆行为。
本发明是这样实现的：
本发明目的之一在于提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物，按重量份数计，所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的原料包括如下组份：聚乳酸100份、低分子量聚己内酯共聚物10～40份、高反应活性物质2～30份；
所述的低分子量聚己内酯共聚物分子量为500g/mol～20000g/mol；
所述的高反应活性物质包括二异氰酸酯、多异氰酸酯、含有二环氧基团的小分子、含有二环氧基团的低聚物、含有多环氧基团的小分子、含有多环氧基团的低聚物中的一种或几种的混合物。
优选地，所述的低分子量聚己内酯共聚物包括羟基封端的二元醇、多元醇聚己内酯共聚物，羧基封端的二元酸、多元酸聚己内酯共聚物，氨基封端的二元胺、多元胺聚己内酯共聚物中一种或几种的混合物。
优选地，所述的低分子量聚己内酯共聚物和高反应活性物质的活性端基团的摩尔配比为1：1.05～1：1.50；所述活性端基团包括二异氰酸酯、多异氰酸酯中的异氰酸酯基团，以及环氧基团中的至少一种。
本发明的目的之二在于提供一种所述的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与10～40份低分子量聚己内酯共聚物在塑料加工设备中160～220℃下熔融预混，得到聚乳酸/低分子量聚己内酯共聚物预混物；
步骤2、在步骤1所得的聚乳酸/低分子量聚己内酯共聚物预混物中加入2～30份高反应活性物质，160～220℃下熔融预混，得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
本发明的目的之三在于提供一种所述的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物在作为形状记忆材料上的应用。
优选地，所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的相转变温度为45～75℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
本发明提供的一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物，将低分子量聚己内酯共聚物和聚乳酸共混，在共混过程中实现聚己内酯预聚物的交联反应，形成交联结构聚己内酯弹性体，分散在聚乳酸基体中，同时实现了聚乳酸基共混物高韧高强的力学性能和优良的形状记忆行为，具体地：
(1)聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有高韧高强的力学性能：拉伸强度最高达56.8Mpa，断裂伸长率达325.6％，拉伸模量1575.7Mpa,缺口冲击强度15.4kJ/m2；
(2)聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
附图说明
图1为纯聚乳酸、抽提出的聚乳酸以及本发明实施例1制备得到的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的红外图谱；
图2为本发明实施例1制备得到的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物冷冻脆断表明形貌图。
具体实施方式
实施例1
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸，10份分子量为2000g/mol的聚己内酯三元醇，以及3份六亚甲基二异氰酸酯。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与10份分子量为2000g/mol的聚己内酯三元醇在密炼机中预混5分钟，共混温度为180℃。
步骤2、往共混体系中加入六亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯按照聚己内酯三元醇的羟基基团与异氰酸酯基团摩尔比为1：1.15，在180℃在继续反应8分钟，即得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为56.8MPa，断裂伸长率为325.6％，拉伸模量为1496.7MPa，缺口冲击强度为15.4kJ/m2；
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为200％时，共混物拉伸强度为53.0MPa，室温下将拉伸样条拉伸至200％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至60℃，20秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例2
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、20份分子量为4000g/mol的聚己内酯二元醇、5份多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与20份分子量为4000g/mol的聚己内酯二元醇在密炼机中预混5分钟，共混温度为190℃。
步骤2、往共混体系中加入多苯基多亚甲基多异氰酸酯，多苯基多亚甲基多异氰酸酯按照聚己内酯二元醇的羟基基团与异氰酸酯基团摩尔比为1：1.05，在190℃在继续反应8分钟，即得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为51.8MPa，断裂伸长率为225.8％，拉伸模量为1385.3MPa，缺口冲击强度为13.6kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为200％时，共混物拉伸强度为51.7MPa，室温下将拉伸样条拉伸至200％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至60℃，28秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例3
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、15份分子量为6000g/mol的聚己内酯三元酸、10份苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与15份分子量为6000g/mol的聚己内酯三元酸在密炼机中预混4分钟，共混温度为200℃。
步骤2、往共混体系中加入苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照聚己内酯三元酸的羧基基团与环氧基团摩尔比为1：1.5，在200℃在继续反应10分钟，即得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为58.8MPa，断裂伸长率为298.5％，拉伸模量为1575.7MPa，缺口冲击强度为14.2kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为200％时，共混物拉伸强度为53.5MPa，室温下将拉伸样条拉伸至200％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至70℃，30秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例4
本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、30份分子量为4000g/mol的聚己内酯三元酸、30份乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与30份分子量为4000g/mol的聚己内酯三元酸在密炼机中预混5分钟，共混温度为220℃。
步骤2、往共混体系中加入乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物加入量按照聚己内酯三元酸的羧基基团与乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中环氧基团摩尔比为1：1.30，在200℃在继续反应10分钟，即得到高性能聚乳酸基形状记忆材料。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为57.5MPa，断裂伸长率为278.7％，拉伸模量为1525.8MPa，缺口冲击强度为13.6kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为200％时，共混物拉伸强度为55.8MPa，室温下将拉伸样条拉伸至200％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至60℃，35秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例5
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、10份分子量为2000g/mol的聚己内酯二元胺、2份甘油丙氧基三缩水甘油基醚。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与10份分子量为2000g/mol的聚己内酯二元胺在密炼机中预混3分钟，共混温度为160℃。
步骤2、往共混体系中加入甘油丙氧基三缩水甘油基醚，甘油丙氧基三缩水甘油基醚按照聚己内酯二元胺的氨基基团与环氧基团摩尔比为1：1.20，在175℃在继续反应5分钟，即得到高性能聚乳酸基形状记忆材料。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为50.7MPa，断裂伸长率为185.7％，拉伸模量为1330.5MPa，缺口冲击强度为11.2kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为100％时，共混物拉伸强度为66.4MPa，室温下将拉伸样条拉伸至100％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至55℃，30秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例6
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、25份分子量为4000g/mol的聚己内酯三元胺、2.5份1，4-丁二醇二缩水甘油醚。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与25份分子量为4000g/mol的聚己内酯三元胺在密炼机中预混6分钟，共混温度为185℃。
步骤2、往共混体系中加入1，4-丁二醇二缩水甘油醚，1，4-丁二醇二缩水甘油醚按照聚己内酯三元胺的氨基基团与环氧基团摩尔比为1：1.30，在185℃在继续反应7分钟，即得到高性能聚乳酸基形状记忆材料。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为53.2MPa，断裂伸长率为154.6％，拉伸模量为1370.0MPa，缺口冲击强度为9.8kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为100％时，共混物拉伸强度为55.8MPa，室温下将拉伸样条拉伸至100％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至60℃，35秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例7
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、40份分子量为6000g/mol的聚己内酯三元胺、20份聚丙二醇二缩水甘油醚。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与40份分子量为6000g/mol的聚己内酯三元胺在密炼机中预混8分钟，共混温度为195℃。
步骤2、往共混体系中加入聚丙二醇二缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚按照聚己内酯三元胺的氨基基团与环氧基团摩尔比为1：1.35，在195℃在继续反应7分钟，即得到高性能聚乳酸基形状记忆材料。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物拉伸强度为48.6MPa，断裂伸长率为262.3％，拉伸模量为1285.6MPa，缺口冲击强度为15.2kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为200％时，共混物拉伸强度为55.8MPa，室温下将拉伸样条拉伸至200％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至60℃，35秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例8
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、20份分子量为20000g/mol的聚己内酯二元醇、5份多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与20份分子量为20000g/mol的聚己内酯二元醇在密炼机中预混5分钟，共混温度为195℃。
步骤2、往共混体系中加入多苯基多亚甲基多异氰酸酯，多苯基多亚甲基多异氰酸酯按照聚己内酯二元醇的羟基基团与异氰酸酯基团摩尔比为1：1.5，在195℃在继续反应8分钟，即得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
3、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为50.2MPa，断裂伸长率为136.5％，拉伸模量为1329.8MPa，缺口冲击强度为11.3kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为100％时，共混物拉伸强度为48.7MPa，室温下将拉伸样条拉伸至100％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至65℃，35秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实施例9
1、本实施例提供一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物按重量份数计，包括如下组份：100份聚乳酸、15份分子量为500g/mol的聚己内酯三元醇、20份苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
2、所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与15份分子量为500g/mol的聚己内酯三元醇在密炼机中预混5分钟，共混温度为190℃。
步骤2、往共混体系中加入苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照聚己内酯三元醇的羟基基团与环氧基团摩尔比为1：1.3，在190℃在继续反应8分钟，即得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
4、聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的性能
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有良好的力学性能：拉伸强度为49.2MPa，断裂伸长率为305.5％，拉伸模量为1475.2MPa，缺口冲击强度为13.4kJ/m2。
该聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物具有优良的形状记忆行为：聚乳酸基共混物具有优异的单向形状记忆性，对复杂形变也有较好的恢复能力。聚乳酸基共混物定伸长率为200％时，共混物拉伸强度为47.5MPa，室温下将拉伸样条拉伸至200％的定伸长率，然后将拉伸过得材料加热至60℃，30秒即可恢复。将材料经过三次热力循环拉伸，在每次循环过程中，在样品冷却定型并撤去拉力之后，样品表现出良好的临时形状固定率，材料每次循环中临时形变固定率Rf>99％，且材料也具有优异的形变回复率Rr>90％。
实验例1
1、将纯聚乳酸、抽提出的聚乳酸以及实施例1制得的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物进行红外测试，其红外图谱如图1所示。
有聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物都有纯PLA的基本特征峰。与纯PLA相比，在共混物的图谱中在3300cm-1和1530cm-1左右出现了明显的新的吸收峰。3300cm-1处的吸收峰应该表示氨基甲酸酯基(-NHCO)中N-H的伸缩振动，1530cm-1处的吸收峰则N-H的变形振动，这些是典型的氨基甲酸酯基的特征吸收峰。在共混物的图谱中没有检测到异氰酸酯基(-NCO)在2270cm-1左右的特征吸收峰，这说明-NCO被全部消耗掉，共混过程中有聚氨酯在原位反应中生成。
抽提出的PLA是指将共混物溶于二氯甲烷后可溶解的部分。这部分的红外图谱中除了PLA的基本特征峰外，在3300cm-1和1530cm-1也出现了新的吸收峰，说明这一部分除了PLA外还有着含有氨基甲酸酯基(-NHCO)但是未交联的部分。这可能时未交联的聚氨酯或者共混组分发生反应形成的嵌段或接枝共聚物，有利于改善体系相容性的作用。
2、为了进一步验证在反应性共混过程中生成了交联的聚己内酯基弹性体，对共混物的凝胶含量进行了测定，结果见表1中。
表1共混物的理论凝胶含量和实际凝胶含量
由表1可以看出将共混物置于二氯甲烷溶剂中一段时间后均有不溶的凝胶部分，表明在反应过程中确实生成了交联的聚氨酯。且共混物中凝胶的含量均低于按照配料比计算出的理论凝胶含量。高反应活性物质与聚己内酯多元醇反应生成弹性体的同时，也与PLA反应并生成了非交联的产物和共混组分的共聚物。
3、图2为本发明实施例1制备得到的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物冷冻脆断表明形貌图。由图2可知，实施例1制得的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的冲击断面比较粗糙，断面上有着孔洞与凸起，两相之间的界面变得模糊，没有明显的间隙，聚己内酯基弹性体以0.5-1.3μm左右的尺寸分散在PLA基体中，表明复合材料的相容性高。这是因为在原位形成聚己内酯交联弹性体的同时，高反应活性物质能够与PLA的活性端基(羟基、羧基)反应，生成PLA和聚己内酯弹性体的共聚物，提高了共混物组分的相容性和界面粘结性。
所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物，其特征在于，按重量份数计，所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的原料包括如下组份：聚乳酸100份、低分子量聚己内酯共聚物10～40份、高反应活性物质2～30份；
所述的低分子量聚己内酯共聚物分子量为500g/mol～20000g/mol；
所述的高反应活性物质包括二异氰酸酯、多异氰酸酯、含有二环氧基团的小分子、含有二环氧基团的低聚物、含有多环氧基团的小分子、含有多环氧基团的低聚物中的一种或几种的混合物。
2.如权利要求1所述的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物，其特征在于，所述的低分子量聚己内酯共聚物包括羟基封端的二元醇、多元醇聚己内酯共聚物，羧基封端的二元酸、多元酸聚己内酯共聚物，氨基封端的二元胺、多元胺聚己内酯共聚物中一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物，其特征在于，所述的低分子量聚己内酯共聚物和高反应活性物质的活性端基团的摩尔配比为1：1.05～1：1.50；所述活性端基团包括二异氰酸酯、多异氰酸酯中的异氰酸酯基团，以及环氧基团中的至少一种。
4.一种如权利要求1-3任一所述的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1、将100份聚乳酸与10～40份低分子量聚己内酯共聚物在塑料加工设备中160～220℃下熔融预混，得到聚乳酸/低分子量聚己内酯共聚物预混物；
步骤2、在步骤1所得的聚乳酸/低分子量聚己内酯共聚物预混物中加入2～30份高反应活性物质，160～220℃下熔融预混，得到聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中熔融预混时间为3～8min。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中熔融预混时间为3～10min。
7.权利要求1-3所述的聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物在作为形状记忆材料上的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述聚乳酸/聚己内酯基弹性体共混物的相转变温度为45～75℃。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111978685A (zh) * 2020-07-29 2020-11-24 沈阳化工大学 一种生物医用型热塑性硫化胶及其制备方法
CN112898750A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 嘉兴学院 一种全生物降解增韧聚乳酸复合材料及其制备方法
CN112920570A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 深圳光华伟业股份有限公司 一种可生物降解的4d打印形状记忆材料及其制备方法
CN113234308A (zh) * 2021-04-30 2021-08-10 上海交通大学 低分子量的功能性共聚物提高生物可降解共混物相容性的方法及制得的共混物
CN113429639A (zh) * 2021-07-02 2021-09-24 沈阳化工大学 一种具有形状记忆的生物基热塑性弹性体及其制备方法
CN114292400A (zh) * 2021-12-03 2022-04-08 中国科学院深圳先进技术研究院 一种双向致动形状记忆聚合物及其制备方法
CN115154671A (zh) * 2022-07-15 2022-10-11 重庆大学 一种聚乳酸和形状记忆聚氨酯材料的复合物
CN115340759A (zh) * 2022-09-16 2022-11-15 江南大学 一种提高聚合物熔体强度的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544096A (zh) * 2003-11-27 2004-11-10 中国科学院长春应用化学研究所 具有形状记忆的生物降解医用体外固定材料及制备方法
CN1693362A (zh) * 2004-05-08 2005-11-09 中国科学院化学研究所 生物可降解形状记忆聚合物及其制备方法
CN107828194A (zh) * 2017-10-23 2018-03-23 陕西盛迈石油有限公司 一种聚已内酯与左旋聚乳酸共混物的制备方法
CN108659483A (zh) * 2018-03-24 2018-10-16 青岛科技大学 一种高分子医用复合材料、制备及应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544096A (zh) * 2003-11-27 2004-11-10 中国科学院长春应用化学研究所 具有形状记忆的生物降解医用体外固定材料及制备方法
CN1693362A (zh) * 2004-05-08 2005-11-09 中国科学院化学研究所 生物可降解形状记忆聚合物及其制备方法
CN107828194A (zh) * 2017-10-23 2018-03-23 陕西盛迈石油有限公司 一种聚已内酯与左旋聚乳酸共混物的制备方法
CN108659483A (zh) * 2018-03-24 2018-10-16 青岛科技大学 一种高分子医用复合材料、制备及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAO CHEN: "Highly toughened polylactide (PLA) by reactive blending with novel polycaprolactone-based polyurethane (PCLU) blends", 《POLYMER TESTING》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111978685A (zh) * 2020-07-29 2020-11-24 沈阳化工大学 一种生物医用型热塑性硫化胶及其制备方法
CN111978685B (zh) * 2020-07-29 2023-08-18 沈阳化工大学 一种生物医用型热塑性硫化胶及其制备方法
CN112898750A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 嘉兴学院 一种全生物降解增韧聚乳酸复合材料及其制备方法
CN112920570A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 深圳光华伟业股份有限公司 一种可生物降解的4d打印形状记忆材料及其制备方法
CN113234308A (zh) * 2021-04-30 2021-08-10 上海交通大学 低分子量的功能性共聚物提高生物可降解共混物相容性的方法及制得的共混物
CN113429639A (zh) * 2021-07-02 2021-09-24 沈阳化工大学 一种具有形状记忆的生物基热塑性弹性体及其制备方法
CN114292400A (zh) * 2021-12-03 2022-04-08 中国科学院深圳先进技术研究院 一种双向致动形状记忆聚合物及其制备方法
CN114292400B (zh) * 2021-12-03 2023-10-24 中国科学院深圳先进技术研究院 一种双向致动形状记忆聚合物及其制备方法
CN115154671A (zh) * 2022-07-15 2022-10-11 重庆大学 一种聚乳酸和形状记忆聚氨酯材料的复合物
CN115154671B (zh) * 2022-07-15 2023-06-16 重庆大学 一种聚乳酸和形状记忆聚氨酯材料的复合物
CN115340759A (zh) * 2022-09-16 2022-11-15 江南大学 一种提高聚合物熔体强度的方法

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