CN111410825B - 一种薄膜用聚乳酸组合物及其制备方法 - Google Patents

一种薄膜用聚乳酸组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及薄膜材料制备技术领域，具体公开了一种薄膜用聚乳酸组合物及其制备方法。所述的薄膜用聚乳酸组合物，其包含如下重量份的原料组分：聚乳酸80～100份；改性环糊精10～20份；填料1～10份；润滑剂1～2份；扩链剂1～3份；抗氧剂0.1～1份。所述的薄膜用聚乳酸组合物具有较高的玻璃化转变温度以及很好的拉伸强度。

Description

一种薄膜用聚乳酸组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜材料制备技术领域，具体涉及一种薄膜用聚乳酸组合物及其制备方法。
背景技术
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，由其制备得到的产品可以生物降解，因此是理想的环保型高分子材料；其除了能生物降解外，还具有优异的生物相容性、光泽度以及透明性。因此，聚乳酸也是制备环保薄膜材料的常用原料。
但是，聚乳酸其玻璃化转变温度低，一般为60～65℃，在热处理过程中变形大，耐热性差；因此，急需一种具有较高玻璃化转变温度的聚乳酸材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种薄膜用聚乳酸组合物，所述的薄膜用聚乳酸组合物具有较高的玻璃化转变温度。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种薄膜用聚乳酸组合物，其包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 80～100份；改性环糊精 10～20份；填料 1～10份；润滑剂 1～3份；扩链剂 1～3份；抗氧剂 0.1～1份。
优选地，所述的薄膜用聚乳酸组合物，其包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 80～90份；改性环糊精 10～15份；填料 3～6份；润滑剂 1～2份；扩链剂1～3份；抗氧剂 0.5～1份。
最优选地，所述的薄膜用聚乳酸组合物，其包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 85份；改性环糊精 12份；填料 3份；润滑剂 2份；扩链剂 1份；抗氧剂 0.5份。
优选地，所述的填料选自碳酸钙。
优选地，所述的润滑剂选自硬脂酸锌。
优选地，所述的扩链剂选自过氧化苯甲酰。
优选地，所述的抗氧剂选自抗氧剂1076。
优选地，所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸和聚乙二醇(聚乙二醇8000～10000)，再加入引发剂，在60～80℃下反应4～6h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物进行洗涤、干燥后得改性环糊精；
所述γ-环糊精与水的用量比为1g：20～40mL；
所述的γ-环糊精与丙烯酸聚乙二醇的重量用量比为1：0.1～0.3：5～10。
进一步优选地，所述γ-环糊精与水的用量比为1g：30mL；
所述的γ-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇的重量用量比为1：0.2：6。
优选地，所述的引发剂为过硫酸铵；过硫酸铵的添加量为水的重量的0.5～1％。
上述薄膜用聚乳酸组合物的制备方法，其包含如下步骤：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
有益效果：本发明提供了一种全新组成的薄膜用聚乳酸组合物，所述的薄膜用聚乳酸组合物通过加入了由全新方法制备得到的改性环糊精，使得聚乳酸组合物的玻璃化转变温度得到了大幅的提升，使得聚乳酸组合物具有较好的耐热性；此外，所述的改性环糊精的加入还有利于提升薄膜用聚乳酸组合物的拉伸强度。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但本发明所述的保护范围不限于实施例。
实施例1薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)85份；改性环糊精12份；填料(选自碳酸钙)3份；润滑剂(选自硬脂酸锌)2份；扩链剂(过氧化苯甲酰)1份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)0.5份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸和聚乙二醇10000，再加入引发剂，在70℃下反应5h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述γ-环糊精与水的用量比为1g：30mL；所述的γ-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇10000的重量用量比为1：0.2：6；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的0.8％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
采用DSC法测得实施例1制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为86.4℃。
实施例2薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)100份；改性环糊精20份；填料(选自碳酸钙)5份；润滑剂(选自硬脂酸锌)3份；扩链剂(过氧化苯甲酰)2份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)0.1份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸和聚乙二醇8000，再加入引发剂，在60℃下反应6h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述γ-环糊精与水的用量比为1g：40mL；所述的γ-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇8000的重量用量比为1：0.3：10；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的1％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
采用DSC法测得实施例2制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为82.1℃。
实施例3薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)80份；改性环糊精10份；填料(选自碳酸钙)1份；润滑剂(选自硬脂酸锌)1份；扩链剂(过氧化苯甲酰)1份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)1份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸和聚乙二醇8000，再加入引发剂，在80℃下反应4h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述γ-环糊精与水的用量比为1g：25mL；所述的γ-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇8000的重量用量比为1：0.1：5；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的0.5％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
采用DSC法测得实施例3制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为84.7℃。
实施例1～3制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度均在80℃以上，这说明加入由本发明所述方法制备得到的改性环糊精后使得薄膜用聚乳酸组合物具有较高的玻璃化转变温度。
对比例1薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)85份；改性环糊精12份；填料(选自碳酸钙)3份；润滑剂(选自硬脂酸锌)2份；扩链剂(过氧化苯甲酰)1份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)0.5份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将β-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸和聚乙二醇10000，再加入引发剂，在70℃下反应5h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述β-环糊精与水的用量比为1g：30mL；所述的β-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇10000的重量用量比为1：0.2：6；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的0.8％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例1与实施例1的区别在于，改性环糊精的制备过程中采用了β-环糊精，而不是采用γ-环糊精。
采用DSC法测得对比例1制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为62.9℃；远远小于实施例1的玻璃化转变温度；这说明改性环糊精的制备原料选择对于薄膜用聚乳酸组合物的玻璃化转变温度起着决定性影响，只有加入以γ-环糊精为原料的改性γ-环糊精才能制备得到具有较高的玻璃化转变温度的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例2薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)85份；改性环糊精12份；填料(选自碳酸钙)3份；润滑剂(选自硬脂酸锌)2份；扩链剂(过氧化苯甲酰)1份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)0.5份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入聚乙二醇10000，再加入引发剂，在70℃下反应5h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述γ-环糊精与水的用量比为1g：30mL；所述的γ-环糊精与乙二醇10000的重量用量比为1：6；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的0.8％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2仅仅采用乙二醇10000改性γ-环糊精；而实施例1则是采用乙二醇10000和丙烯酸共同改性γ-环糊精。
采用DSC法测得对比例2制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为66.3℃；远远小于实施例1的玻璃化转变温度；这说明改性环糊精的制备方法对于薄膜用聚乳酸组合物的玻璃化转变温度起着决定性影响，只有加入以聚乙二醇10000和丙烯酸共同改性的γ-环糊精才能制备得到具有较高的玻璃化转变温度的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例3薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)85份；改性环糊精12份；填料(选自碳酸钙)3份；润滑剂(选自硬脂酸锌)2份；扩链剂(过氧化苯甲酰)1份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)0.5份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸，再加入引发剂，在70℃下反应5h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述γ-环糊精与水的用量比为1g：30mL；所述的γ-环糊精与丙烯酸的重量用量比为1：0.2；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的0.8％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3仅仅采用丙烯酸改性γ-环糊精；而实施例1则是采用乙二醇10000和丙烯酸共同改性γ-环糊精。
采用DSC法测得对比例3制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为63.5℃；远远小于实施例1的玻璃化转变温度；这说明改性环糊精的制备方法对于薄膜用聚乳酸组合物的玻璃化转变温度起着决定性影响，只有加入以聚乙二醇10000和丙烯酸共同改性的γ-环糊精才能制备得到具有较高的玻璃化转变温度的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例4薄膜用聚乳酸组合物的制备
原料重量份配比：聚乳酸(购自美国NatureWorks公司牌号为4060D)85份；改性环糊精12份；填料(选自碳酸钙)3份；润滑剂(选自硬脂酸锌)2份；扩链剂(过氧化苯甲酰)1份；抗氧剂(选自抗氧剂1076)0.5份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入马来酸和聚乙二醇10000，再加入引发剂，在70℃下反应5h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物用水进行洗涤、干燥后得改性环糊精；所述γ-环糊精与水的用量比为1g：30mL；所述的γ-环糊精与马来酸和聚乙二醇10000的重量用量比为1：0.2：6；所述的引发剂过硫酸铵的添加量为水的重量的0.8％；
制备方法：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
对比例4与实施例1的区别在于，对比例4采用聚乙二醇10000和马来酸改性γ-环糊精；而实施例1则是采用聚乙二醇10000和丙烯酸共同改性γ-环糊精。
采用DSC法测得对比例4制备得到的薄膜用聚乳酸组合物其玻璃化转变温度为68.4℃；远远小于实施例1的玻璃化转变温度；这说明改性环糊精的制备方法对于薄膜用聚乳酸组合物的玻璃化转变温度起着决定性影响，只有加入以乙二醇10000和丙烯酸共同改性的γ-环糊精才能制备得到具有较高的玻璃化转变温度的薄膜用聚乳酸组合物。

Claims (9)

1.一种薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 80～100份；改性环糊精 10～20份；填料 1～10份；润滑剂 1～2份；扩链剂 1～3份；抗氧剂 0.1～1份；
所述的改性环糊精通过如下方法制备得到：将γ-环糊精溶于水中，然后加入丙烯酸和聚乙二醇8000～10000，再加入引发剂，在60～80℃下反应4～6h，冷却至室温，然后过滤，将沉淀物进行洗涤、干燥后得改性环糊精；
所述γ-环糊精与水的用量比为1g：20～40mL；
所述的γ-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇8000～10000的重量用量比为1：0.1～0.3：5～10。
2.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 80～90份；改性环糊精 10～15份；填料 3～6份；润滑剂 1～2份；扩链剂 1～2份；抗氧剂 0.5～1份。
3.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚乳酸 85份；改性环糊精 12份；填料 3份；润滑剂 2份；扩链剂 1份；抗氧剂 0.5份。
4.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，所述的填料选自碳酸钙；所述的润滑剂选自硬脂酸锌。
5.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，所述的扩链剂选自过氧化苯甲酰。
6.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂1076。
7.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，所述γ-环糊精与水的用量比为1g：30mL；
所述的γ-环糊精与丙烯酸和聚乙二醇8000～10000的重量用量比为1：0.2：6。
8.根据权利要求1所述的薄膜用聚乳酸组合物，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵；过硫酸铵的添加量为水的重量的0.5～1％。
9.权利要求1～8任一项所述的薄膜用聚乳酸组合物的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将聚乳酸、改性环糊精、填料、润滑剂、扩链剂以及抗氧剂混合均匀后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒后即得所述的薄膜用聚乳酸组合物。
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