CN111019309A - 一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111019309A
CN111019309A CN201911378357.2A CN201911378357A CN111019309A CN 111019309 A CN111019309 A CN 111019309A CN 201911378357 A CN201911378357 A CN 201911378357A CN 111019309 A CN111019309 A CN 111019309A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polylactic acid
parts
carbon dioxide
modified polylactic
supercritical carbon
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
Application number
CN201911378357.2A
Other languages
English (en)
Inventor
丁尤权
丁汉超
林清锴
吕方舟
杨文华
丁星懿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Andafu New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Fujian Andafu New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Andafu New Material Technology Co ltd filed Critical Fujian Andafu New Material Technology Co ltd
Priority to CN201911378357.2A priority Critical patent/CN111019309A/zh
Publication of CN111019309A publication Critical patent/CN111019309A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0023Use of organic additives containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0028Use of organic additives containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066Use of inorganic compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0095Mixtures of at least two compounding ingredients belonging to different one-dot groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06CO2, N2 or noble gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/08Supercritical fluid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/04Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/04Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2477/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸45~75份、聚乳酸20~50份、聚酰胺25~45份、多孔石墨烯1~5份、扩链剂8~16份、偶联剂5~12份、增塑剂1~8份、分散剂8~15份、光稳定剂0.5~2.5份和抗氧剂1.2~3.8份。本发明的改性聚乳酸发泡材料通过精选原料组成,并优化各原料含量,选择了适当组分配比,既充分发挥各自的优点,又相互补充,相互促进,制得的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料具有良好的隔音性能,且具有优异的光稳定性和耐寒耐热性能,提高了材料发泡后的强度;还增加了树脂分子的可塑性,使其柔韧性增强,易于加工。

Description

一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及聚乳酸发泡材料技术领域,具体涉及一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种以可再生的植物资源为原料经化学合成制备的生物降解高分子,制备的各种薄膜、纤维等产品可以广泛应用在服装、纺织、无纺布、包装、农业、林业、医疗卫生用品、日常生活用品等领域。PLA具有优良的生物相容性、生物可降解性,最终降解产物是二氧化碳和水,不会对环境造成污染。通过熔融混炼,模压发泡的方法制备聚乳酸发泡材料;也可通过超临界二氧化碳制备聚乳酸发泡材料。
聚乳酸发泡材料能够取代石油基发泡塑料应用于包装和生活消费品领域。PLA属于结晶型聚合物,结晶速率较慢,耐热性不好,熔体强度不高,在发泡过程中,无法维持泡孔形态,容易出现泡孔塌陷合并,并且由于其加工的不稳定性(如热降解、氧化、水解等),容易造成分子链断裂,使熔体强度进一步降低,这些都是不利于发泡的。
国家知识产权局于2019.11.22公开了一件公开号为“CN 110483962 A”专利名称为“一种高强度的聚乳酸发泡塑料”的发明专利,该发明提供了一种包括(按照质量百分比计):聚乳酸38-46%、扩链剂1.2-3%、增塑剂6-8%、偶氮二甲酰胺2-3%、碳酸氢钠1.6-2.2%、氧化锌0.1-3.2%、滑石粉6-8%、纳米二氧化铝8-12%、无规聚丙烯9-14%、余量为去离子水,该发明还公开了一种高强度的聚乳酸发泡塑料的制备方法,包括以下制作步骤:S1:称量配比;S2:聚乳酸脱水;S3:改性混炼;S4:挤出造粒;S5:冷却定型;该专利通过纳米二氧化铝填充聚乳酸,利用其之间的化学键作用,使得塑料具有良好的机械性能。
但是,目前所使用的聚乳酸发泡材料还存在以下问题:
1、隔音性能差;
2、光稳定性和耐候性能差;
3、可塑性差,不利于加工;
4、经发泡后,强度大大降低,力学性能差,综合使用性能差。
发明内容
基于上述情况,本发明的目的在于提供一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法,可有效解决以上问题。本发明的改性聚乳酸发泡材料通过精选原料组成,并优化各原料含量,选择了适当配比的端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂,既充分发挥各自的优点,又相互补充,相互促进,制得的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料具有良好的隔音性能,且具有优异的光稳定性和耐寒耐热性能,提高了材料发泡后的强度;还增加了树脂分子的可塑性,使其柔韧性增强,易于加工。
为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是:
一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸45~75份、聚乳酸20~50份、聚酰胺25~45份、多孔石墨烯1~5份、扩链剂8~16份、偶联剂5~12份、增塑剂1~8份、分散剂8~15份、光稳定剂0.5~2.5份和抗氧剂1.2~3.8份。
优选的,端羧基聚乳酸60份、聚乳酸40份、聚酰胺35份、多孔石墨烯4份、扩链剂8份、偶联剂6份、增塑剂4份、分散剂8份、光稳定剂1.5份和抗氧剂2.4份。
优选的,所述聚乳酸选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外旋聚乳酸中两种以上的组合物,该聚乳酸的分子量为8.5×104~5.5×105g/mol。
优选的,所述的端羧基聚乳酸的分子量为8×104~6×105g/mol,端基中羧基比例占总端基摩尔比介于70~80%之间。
优选的,所述聚酰胺为碳原子个数为6~14的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。
优选的,所述增塑剂选自环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、麦芽糖醇中的一种或多种组合物。
优选的,所述扩链剂为三乙醇胺、二甲基乙醇胺和叔丁基二乙醇胺(t-BuDEAt)中的一种或多种组合物;所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
优选的,所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。
优选的,所述分散剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇中的任一种或几种的水溶液,其水溶液中醇类的质量分数为55%。
本发明还提供一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法,包括下列步骤:
1)按重量份分别称取:端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂;
2)在210~220℃下熔化聚酰胺并降温至150~160℃,加入端羧基聚乳酸和偶联剂,保温搅拌6~10min,得混合料;
3)在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合,在N2环境下加热至135~140℃反应1~2h,然后降温至70~80℃,再加入光稳定剂和抗氧剂,保温搅拌0.5~1h,得到改性聚乳酸基料;
4)将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内,模具快速升温至130~135℃,然后向模具内通入超临界CO2流体,使模具内压力控制在15.5~18.5MPa下处理3~6h,再将温度降低至100~110℃然后快速泄压,得到改性聚乳酸发泡材料。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料中,添加了适当比例的聚酰胺,在本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料体系中相容性良好,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,综合端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺三者优势,形成优势互补,制出的复合发泡材料发泡倍率高,韧性优良,易于降解,环境友好。
本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料中,添加了适当比例的多孔石墨烯,在本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料体系中相容性良好,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,用于降低泡孔尺寸,提高泡孔密度,使本发明的改性聚乳酸发泡材料的强度和隔音性能大大提升。
本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料中,添加了适当比例的扩链剂,在本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料体系中相容性良好,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,用于增大聚乳酸的分子量,使本发明的改性聚乳酸发泡材料的强度大大增加,力学性能优异。
本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料中,添加了适当比例的增塑剂,在本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料体系中相容性良好,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的改性聚乳酸发泡材料具有良好的可塑性,使其柔韧性增强,易于加工。
本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料中,添加了适当比例的光稳定剂,在本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料体系中相容性良好,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的改性聚乳酸发泡材料具有优异的光稳定性能,延长使用寿命。
本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料中,添加了适当比例的抗氧剂,在本发明的改性聚乳酸发泡材料的原料体系中相容性良好,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的改性聚乳酸发泡材料具有良好的抗老化作用,延长使用寿命。
本发明的制备方法工艺简单,操作简便,生产安全可靠,运行成本低。将交联反应过程与超临界CO2发泡过程分开进行,发泡时无化学反应进行,避免了交联反应对泡孔的成核和生长过程造成干扰,制得的改性聚乳酸发泡材料产品泡孔尺寸小,密度高、分布均匀,其耐候性能优异,强度和隔音效果也得到明显改善,隔音性能接近普通改性聚乳酸发泡材料的2倍。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述,但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均从常规商业途径获得,或以常规方法制备。
实施例1:
一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸45~75份、聚乳酸20~50份、聚酰胺25~45份、多孔石墨烯1~5份、扩链剂8~16份、偶联剂5~12份、增塑剂1~8份、分散剂8~15份、光稳定剂0.5~2.5份和抗氧剂1.2~3.8份。
进一步地,在另一个实施例中,端羧基聚乳酸60份、聚乳酸40份、聚酰胺35份、多孔石墨烯4份、扩链剂8份、偶联剂6份、增塑剂4份、分散剂8份、光稳定剂1.5份和抗氧剂2.4份。
进一步地,在另一个实施例中,所述聚乳酸选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外旋聚乳酸中两种以上的组合物,该聚乳酸的分子量为8.5×104~5.5×105g/mol。
进一步地,在另一个实施例中,所述的端羧基聚乳酸的分子量为8×104~6×105g/mol,端基中羧基比例占总端基摩尔比介于70~80%之间。
进一步地,在另一个实施例中,所述聚酰胺为碳原子个数为6~14的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。
进一步地,在另一个实施例中,所述增塑剂选自环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、麦芽糖醇中的一种或多种组合物。
进一步地,在另一个实施例中,所述扩链剂为三乙醇胺、二甲基乙醇胺和叔丁基二乙醇胺(t-BuDEAt)中的一种或多种组合物;所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
进一步地,在另一个实施例中,所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。
进一步地,在另一个实施例中,所述分散剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇中的任一种或几种的水溶液,其水溶液中醇类的质量分数为55%。
进一步地,在另一个实施例中,还提供一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法,包括下列步骤:
1)按重量份分别称取:端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂;
2)在210~220℃下熔化聚酰胺并降温至150~160℃,加入端羧基聚乳酸和偶联剂,保温搅拌6~10min,得混合料;
3)在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合,在N2环境下加热至135~140℃反应1~2h,然后降温至70~80℃,再加入光稳定剂和抗氧剂,保温搅拌0.5~1h,得到改性聚乳酸基料;
4)将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内,模具快速升温至130~135℃,然后向模具内通入超临界CO2流体,使模具内压力控制在15.5~18.5MPa下处理3~6h,再将温度降低至100~110℃然后快速泄压,得到改性聚乳酸发泡材料。
实施例2:
一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸55份、聚乳酸35份、聚酰胺30份、多孔石墨烯3份、扩链剂8份、偶联剂6份、增塑剂3份、分散剂12份、光稳定剂1.5份和抗氧剂1.2份。
在本实施例中,所述聚乳酸选自左旋聚乳酸和右旋聚乳酸组合物,该聚乳酸的分子量为9.5×104g/mol。
在本实施例中,所述的端羧基聚乳酸的分子量为1.5×105g/mol,端基中羧基比例占总端基摩尔比为70%。
在本实施例中,所述聚酰胺为碳原子个数为6的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。
在本实施例中,所述增塑剂为环氧大豆油和柠檬酸三丁酯组合物。
在本实施例中,所述扩链剂为三乙醇胺和二甲基乙醇胺的组合物,所述偶联剂为硅烷偶联剂。
在本实施例中,所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。
在本实施例中,所述分散剂为甲醇水溶液,其水溶液中醇类的质量分数为55%。
在本实施例中,还提供一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法,包括下列步骤:
1)按重量份分别称取:端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂;
2)在210~220℃下熔化聚酰胺并降温至150~160℃,加入端羧基聚乳酸和偶联剂,保温搅拌6min,得混合料;
3)在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合,在N2环境下加热至135~140℃反应1h,然后降温至70~80℃,再加入光稳定剂和抗氧剂,保温搅拌1h,得到改性聚乳酸基料;
4)将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内,模具快速升温至130~135℃,然后向模具内通入超临界CO2流体,使模具内压力控制在15.5~18.5MPa下处理4h,再将温度降低至100~110℃然后快速泄压,得到改性聚乳酸发泡材料。
实施例3:
一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸60份、聚乳酸40份、聚酰胺35份、多孔石墨烯4份、扩链剂8份、偶联剂6份、增塑剂4份、分散剂8份、光稳定剂1.5份和抗氧剂2.4份。
在本实施例中,所述聚乳酸为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸组合物,该聚乳酸的分子量为1.5×105g/mol。
在本实施例中,所述的端羧基聚乳酸的分子量为2.5×105g/mol,端基中羧基比例占总端基摩尔比为75%。
在本实施例中,所述聚酰胺为碳原子个数为10的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。
在本实施例中,所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和麦芽糖醇的组合物。
在本实施例中,所述扩链剂为三乙醇胺和二甲基乙醇胺的组合物,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
在本实施例中,所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。
在本实施例中,所述分散剂为甲醇和乙醇水溶液,其水溶液中醇类的质量分数为55%。
在本实施例中,还提供一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法,包括下列步骤:
1)按重量份分别称取:端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂;
2)在210~220℃下熔化聚酰胺并降温至150~160℃,加入端羧基聚乳酸和偶联剂,保温搅拌8min,得混合料;
3)在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合,在N2环境下加热至135~140℃反应1.5h,然后降温至70~80℃,再加入光稳定剂和抗氧剂,保温搅拌1h,得到改性聚乳酸基料;
4)将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内,模具快速升温至130~135℃,然后向模具内通入超临界CO2流体,使模具内压力控制在15.5~18.5MPa下处理5h,再将温度降低至100~110℃然后快速泄压,得到改性聚乳酸发泡材料。
实施例4:
一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸72份、聚乳酸35份、聚酰胺30份、多孔石墨烯5份、扩链剂12份、偶联剂8份、增塑剂5份、分散剂10份、光稳定剂1份和抗氧剂1.5份。
在本实施例中,所述聚乳酸选自右旋聚乳酸和外旋聚乳酸的组合物,该聚乳酸的分子量为3×105g/mol。
在本实施例中,所述的端羧基聚乳酸的分子量为4.5×105g/mol,端基中羧基比例占总端基摩尔比介于80%之间。
在本实施例中,所述聚酰胺为碳原子个数为14的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。
在本实施例中,所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和麦芽糖醇的组合物。
在本实施例中,所述扩链剂为三乙醇胺和二甲基乙醇胺的组合物;所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
在本实施例中,所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。
在本实施例中,所述分散剂为甲醇和丁醇的水溶液,其水溶液中醇类的质量分数为55%。
在本实施例中,还提供一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法,包括下列步骤:
1)按重量份分别称取:端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂;
2)在210~220℃下熔化聚酰胺并降温至150~160℃,加入端羧基聚乳酸和偶联剂,保温搅拌10min,得混合料;
3)在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合,在N2环境下加热至135~140℃反应2h,然后降温至70~80℃,再加入光稳定剂和抗氧剂,保温搅拌1h,得到改性聚乳酸基料;
4)将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内,模具快速升温至130~135℃,然后向模具内通入超临界CO2流体,使模具内压力控制在15.5~18.5MPa下处理6h,再将温度降低至100~110℃然后快速泄压,得到改性聚乳酸发泡材料。
对比例1:
与实施例4的区别在于,没有扩链剂,其他与实施例4相同。
对比例2:
与实施例4的区别在于,没有多孔石墨烯,其他与实施例4相同。
对比例3:
与实施例4的区别在于,没有聚酰胺,其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4、对比例1至对比例3得到的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法以及普通聚乳酸发泡材料进行性能测试,测试结果如表1所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上表分析可知,对比例1和实施例4对比可知:添加适当比例的扩链剂,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的改性聚乳酸发泡材料的抗压强度大大增加。
从上表分析可知,对比例2和实施例4对比可知:添加适当比例的多孔石墨烯,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的改性聚乳酸发泡材料具有良好的隔音性能,且发泡后的强度也得到提升。
从上表分析可知,对比例3和实施例4对比可知:添加适当比例的聚酰胺,与其他组分相互配合,起到良好的协同作用,使本发明的改性聚乳酸发泡材料在各方面性能上均具有显著地提升。
综上所述,本发明的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料在各方面性能上表现俱佳,具有显著地提升,可大大满足市场的需求,另外在对比下,实施例3制得的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料性能最优,其相应的配方用量及制备方法为最佳方案。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:端羧基聚乳酸45~75份、聚乳酸20~50份、聚酰胺25~45份、多孔石墨烯1~5份、扩链剂8~16份、偶联剂5~12份、增塑剂1~8份、分散剂8~15份、光稳定剂0.5~2.5份和抗氧剂1.2~3.8份。
2.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,端羧基聚乳酸60份、聚乳酸40份、聚酰胺35份、多孔石墨烯4份、扩链剂8份、偶联剂6份、增塑剂4份、分散剂8份、光稳定剂1.5份和抗氧剂2.4份。
3.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述聚乳酸选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外旋聚乳酸中两种以上的组合物,该聚乳酸的分子量为8.5×104~5.5×105g/mol。
4.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述的端羧基聚乳酸的分子量为8×104~6×105g/mol,端基中羧基比例占总端基摩尔比介于70~80%之间。
5.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述聚酰胺为碳原子个数为6~14的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。
6.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述增塑剂选自环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、麦芽糖醇中的一种或多种组合物。
7.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述扩链剂为三乙醇胺、二甲基乙醇胺和叔丁基二乙醇胺(t-BuDEAt)中的一种或多种组合物;所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮;所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。
9.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料,其特征在于,所述分散剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇中的任一种或几种的水溶液,其水溶液中醇类的质量分数为55%。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:
按重量份分别称取:端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂;
在210~220℃下熔化聚酰胺并降温至150~160℃,加入端羧基聚乳酸和偶联剂,保温搅拌6~10min,得混合料;
在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合,在N2环境下加热至135~140℃反应1~2h,然后降温至70~80℃,再加入光稳定剂和抗氧剂,保温搅拌0.5~1h,得到改性聚乳酸基料;
将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内,模具快速升温至130~135℃,然后向模具内通入超临界CO2流体,使模具内压力控制在15.5~18.5MPa下处理3~6h,再将温度降低至100~110℃然后快速泄压,得到改性聚乳酸发泡材料。
CN201911378357.2A 2019-12-27 2019-12-27 一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法 Pending CN111019309A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911378357.2A CN111019309A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911378357.2A CN111019309A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111019309A true CN111019309A (zh) 2020-04-17

Family

ID=70194603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911378357.2A Pending CN111019309A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111019309A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116063727A (zh) * 2023-01-13 2023-05-05 中化学科学技术研究有限公司 一种聚酰胺发泡材料及其制备方法
CN116278286A (zh) * 2023-05-25 2023-06-23 广州仕天材料科技有限公司 一种具有高散热性、高强度的聚酰胺材料制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110201710A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Soo Hyun Kim Method for preparing biodegradable polymer stereocomplexes using a supercritical fluid-organic solvent system and stereocomplexes prepared by the same
CN107603179A (zh) * 2017-10-26 2018-01-19 山东圣泉新材料股份有限公司 一种石墨烯改性的聚乳酸发泡材料及其制备方法和应用
CN108003584A (zh) * 2017-12-25 2018-05-08 上海德亿化工有限公司 一种可降解pla发泡材料及其制备方法
CN110451490A (zh) * 2019-08-20 2019-11-15 中国航发北京航空材料研究院 一种多孔石墨烯材料的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110201710A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Soo Hyun Kim Method for preparing biodegradable polymer stereocomplexes using a supercritical fluid-organic solvent system and stereocomplexes prepared by the same
CN107603179A (zh) * 2017-10-26 2018-01-19 山东圣泉新材料股份有限公司 一种石墨烯改性的聚乳酸发泡材料及其制备方法和应用
CN108003584A (zh) * 2017-12-25 2018-05-08 上海德亿化工有限公司 一种可降解pla发泡材料及其制备方法
CN110451490A (zh) * 2019-08-20 2019-11-15 中国航发北京航空材料研究院 一种多孔石墨烯材料的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116063727A (zh) * 2023-01-13 2023-05-05 中化学科学技术研究有限公司 一种聚酰胺发泡材料及其制备方法
CN116278286A (zh) * 2023-05-25 2023-06-23 广州仕天材料科技有限公司 一种具有高散热性、高强度的聚酰胺材料制备方法
CN116278286B (zh) * 2023-05-25 2023-07-25 广州仕天材料科技有限公司 一种具有高散热性、高强度的聚酰胺材料制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109181297B (zh) 高流动性生物基聚酰胺56树脂组合物及其制备方法
KR20120108798A (ko) 폴리유산 복합재료 조성물의 제조방법
CN102675577B (zh) 长链支化聚乳酸树脂及其制备方法和用途
CN111019309A (zh) 一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法
CN110129918B (zh) 具有高降解性的无纺布用生物质基复合材料及其加工工艺
CN101525487A (zh) 一种可环境降解的复合材料及其制备方法
CN111393812A (zh) 一种pla/eva超临界发泡复合材料及其制备方法
CN114031913A (zh) 抗老化的耐热聚乳酸注塑材料及其制备方法
CN111286177A (zh) 一种pla/pa超临界发泡复合材料及其制备方法
CN106854256B (zh) 一种可熔融加工改性聚乙烯醇及其制备方法
CN113980300A (zh) 低凝胶含量高熔体强度聚丙烯及其制备方法和用途
CN113429762A (zh) 一种淀粉/聚乳酸/pbat纳米复合材料及其制备方法
CN112143043A (zh) 一种发泡生物降解树脂及其生产工艺
CN108570145B (zh) 一种高支化高强度聚乳酸微型制品的制备方法
CN110128741B (zh) 聚烯烃发泡材料及其制备方法
CN113308100B (zh) 一种生物可降解聚乳酸/木质素复合材料、制备方法及应用
CN105153416A (zh) 一种双磷阻燃共聚尼龙及其制备方法
CN113292760B (zh) 交联间规聚丙烯泡沫及其制备方法和应用
CN114773810A (zh) 一种高性能聚乳酸基3d打印线材及其制备方法
CN114196175A (zh) 一种改性pet塑料及其制备方法
CN109295537B (zh) 一种柔韧耐磨抗菌扁丝及其拉丝工艺
CN112321999A (zh) 一种超支化聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯材料的制备方法
CN112552631A (zh) 一种可降解珍珠棉及其低温降解处理工艺
CN113563700A (zh) 一种含酰肼型成核剂的聚乳酸组合物及其制备方法
CN114854180B (zh) 一种热塑性纤维素/pbat复合薄膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200417