CN113604020A - 一种高韧性聚乳酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性聚乳酸的制备方法，属于增韧改性聚乳酸的制备技术领域。所述高韧性聚乳酸是以聚乳酸为原料，以固相接枝法制得的聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐为增韧剂，以柠檬酸三乙酯为相容剂，经熔融共混制备而成。本发明制得的聚乳酸具有较高的冲击强度、较大的断裂伸长率和可完全生物降解性，主要用于医疗、服饰、汽车、食品包装领域，具有显著的经济价值与社会效益。

Description

一种高韧性聚乳酸的制备方法
技术领域
本发明属于增韧改性聚乳酸的制备技术领域，具体涉及一种高韧性聚乳酸的制备方法。
背景技术
近年来，随着石油资源逐渐枯竭以及各种日益突出的环境问题，可生物降解高分子材料已成为当今高分子材料领域的一个极其重要的研究方向。在目前发展的可生物降解高分子材料中，聚乳酸因为具有生物相容性好、拉伸强度高、无毒、可塑性加工成型、可完全生物降解等优点，被广泛应用于医疗卫生、食品包装、汽车、服装等领域。聚乳酸符合自然与人类社会可持续性发展的要求，成为新型环保材料的研究热点，被认为是最有前途的可再生绿色高分子材料之一。但是，由于聚乳酸的分子链排列规整，易结晶，导致聚乳酸存在冲击强度低、断裂伸长率小等缺点，这些缺点极大地降低了聚乳酸的应用价值。
发明内容
本发明针对目前聚乳酸的冲击强度低、断裂伸长率小等问题，提供了一种高韧性聚乳酸的制备方法。本发明制得的聚乳酸具有较高的冲击强度、较大的断裂伸长率和可完全生物降解性，主要用于医疗、服饰、汽车、食品包装领域，具有显著的经济价值与社会效益。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高韧性聚乳酸是以聚乳酸为原料，以固相接枝法制得的聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐为增韧剂，以柠檬酸三乙酯为相容剂，经熔融共混制备而成。
所述的高韧性聚乳酸的制备方法包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，将0.6~1.2 g引发剂加入到10~30 mL界面剂中，在室温下搅拌20~40 min，再加入30~50 g聚碳酸亚丙酯，在室温下继续搅拌30~60 min后，升温至100~130℃，再加入3~10 g马来酸酐，继续搅拌1~2 h，冷却、洗涤、干燥，制得聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐；
（2）将20~40 g聚乳酸、5~20 g聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐和1~10 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为160~200 ℃，密炼压力为0.1~0.4 MPa，转子转速为40~60r/min，密炼时间为5~10 min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得所述高韧性聚乳酸。
所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的任意一种。
所述的界面剂为丙酮、氯仿、乙酸乙酯和四氢呋喃中的任意一种。
本发明与现有技术相比具有以下显著优点：
（1）聚碳酸亚丙酯是二氧化碳与环氧丙烷的交替共聚物，是一种可完全生物降解的新型高分子材料。利用聚碳酸亚丙酯增韧改性聚乳酸，可以显著提高聚乳酸的冲击强度和断裂伸长率。
（2）聚碳酸亚丙酯和聚乳酸的相容性比较差，利用固相接枝法制备聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐，可以提高聚碳酸亚丙酯和聚乳酸之间的相容性，另外，固相接枝具有接枝率高、溶剂用量少、节能环保等优点。
（3）柠檬酸三乙酯含有一个羟基和三个酯基，与聚乳酸和聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐的相容性较好。将柠檬酸三乙酯作为相容剂，可以显著提高聚乳酸和聚碳酸亚丙酯的相容性。同时，柠檬酸三乙酯还是一种无毒环保增塑剂，可以进一步提高聚乳酸的冲击强度和断裂伸长率。
（4）本发明使用的聚乳酸、聚碳酸亚丙酯和柠檬酸三乙酯均是可完全生物降解材料，且降解产物中没有苯环，因此，本发明制得的高韧性聚乳酸是环境友好可完全生物降解高分子材料，符合国家环保理念，满足可持续发展要求。
（5）本发明制得的聚乳酸具有较高的冲击强度、较大的断裂伸长率和可完全生物降解性，冲击强度为6.75~8.31 MPa，断裂伸长率为96.4~121 %，主要用于医疗、服饰、汽车、食品包装领域，具有显著的经济价值与社会效益。
附图说明
图1为实施例1制备的聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐的红外吸收光谱图。
具体实施方式
下面通过三组实施例和三组对比例对本实施方式中高韧性聚乳酸的制备方法的优势及其效果作进一步的阐述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（1）在氮气保护下，将0.6 g偶氮二异丁腈加入到10 mL丙酮中，在室温下搅拌20min，再加入30 g聚碳酸亚丙酯，在室温下继续搅拌30 min后，升温至100 ℃，再加入3 g马来酸酐，继续搅拌2 h，冷却、洗涤、干燥，制得聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐；
（2）将20 g聚乳酸、5 g聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐和1 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为160 ℃，密炼压力为0.4 MPa，转子转速为40 r/min，密炼时间为10min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得所述高韧性聚乳酸。
图1为本实施例制备的聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐的红外吸收光谱图。从图中可以发现，与聚碳酸亚丙酯的红外吸收光谱相比，聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐的红外吸收光谱中出现了位于1640 cm-1处的C=C特征吸收峰，这表明聚碳酸亚丙酯成功接枝马来酸酐。
实施例2
（1）在氮气保护下，将0.9 g过氧化苯甲酰加入到20 mL乙酸乙酯中，在室温下搅拌30 min，再加入40 g聚碳酸亚丙酯，在室温下继续搅拌45 min后，升温至120 ℃，再加入5 g马来酸酐，继续搅拌1.5 h，冷却、洗涤、干燥，制得聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐；
（2）将30 g聚乳酸、10 g聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐和3 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为180 ℃，密炼压力为0.2 MPa，转子转速为50 r/min，密炼时间为8min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得所述高韧性聚乳酸。
实施例3
（1）在氮气保护下，将1.2 g过氧化二异丙苯加入到30 mL四氢呋喃中，在室温下搅拌40 min，再加入50 g聚碳酸亚丙酯，在室温下继续搅拌60 min后，升温至130 ℃，再加入10 g马来酸酐，继续搅拌1 h，冷却、洗涤、干燥，制得聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐；
（2）将40 g聚乳酸、20 g聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐和10 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为200 ℃，密炼压力为0.1 MPa，转子转速为60 r/min，密炼时间为5min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得所述高韧性聚乳酸。
对比例1
将30 g聚乳酸和3 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为180 ℃，密炼压力为0.2 MPa，转子转速为50 r/min，密炼时间为8 min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得增韧改性聚乳酸。
对比例2
将30 g聚乳酸、10 g聚碳酸亚丙酯和3 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为180 ℃，密炼压力为0.2 MPa，转子转速为50 r/min，密炼时间为8 min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得增韧改性聚乳酸。
对比例3
（1）在氮气保护下，将0.9 g过氧化苯甲酰加入到20 mL乙酸乙酯中，在室温下搅拌30 min，再加入40 g聚碳酸亚丙酯，在室温下继续搅拌45 min后，升温至120 ℃，再加入5 g马来酸酐，继续搅拌1.5 h，冷却、洗涤、干燥，制得聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐；
（2）将30 g聚乳酸和10 g聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐依次加入密炼机中，密炼温度为180 ℃，密炼压力为0.2 MPa，转子转速为50 r/min，密炼时间为8 min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得增韧改性聚乳酸。
将三组实施例和三组对比例制得的产物按GB/T 1040-2006进行拉伸强度和断裂伸长率测试，按GB/T 1043-2008进行冲击强度测试，按GB/T 3682-2000进行熔融指数测试，测试温度为230 °C，测试压力为2.16公斤，测试结果如下表所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从实施例和对比例的测试结果可以看出，以聚乳酸为原料，以固相接枝法制得的聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐为增韧剂，以柠檬酸三乙酯为相容剂，经熔融共混可以制备具有较高的冲击强度、较大的断裂伸长率和可完全生物降解性的高韧性聚乳酸。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高韧性聚乳酸的制备方法，其特征在于：以聚乳酸为原料，以固相接枝法制得的聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐为增韧剂，以柠檬酸三乙酯为相容剂，经熔融共混制得所述的高韧性聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）在氮气保护下，将0.6~1.2 g引发剂加入到10~30 mL界面剂中，在室温下搅拌20~40min，加入30~50 g聚碳酸亚丙酯，继续搅拌30~60 min，升温至100~130 ℃，加入3~10 g马来酸酐，继续搅拌1~2 h，冷却、洗涤、干燥，制得聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐；
（2）将20~40 g聚乳酸、5~20 g聚碳酸亚丙酯接枝马来酸酐和1~10 g柠檬酸三乙酯依次加入密炼机中，密炼温度为160~200 ℃，密炼压力为0.1~0.4 MPa，转子转速为40~60 r/min，密炼时间为5~10 min；密炼后的物料经自然冷却、粉碎机粉碎，制得所述的高韧性聚乳酸。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的界面剂为丙酮、氯仿、乙酸乙酯或四氢呋喃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115558264A (zh) * 2022-09-30 2023-01-03 福州大学 一种非反应性增容pla/pbat复合材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103525054A (zh) * 2013-09-28 2014-01-22 昆山市周市溴化锂溶液厂 生物降解树脂及其制备方法
CN104479081A (zh) * 2015-01-14 2015-04-01 河北工业大学 一种通过反应挤出改性聚丙撑碳酸酯的方法
CN105879111A (zh) * 2014-12-24 2016-08-24 天津科技大学 生物降解多孔phbv/ppc复合支架的新型构建方法
CN107488343A (zh) * 2017-09-12 2017-12-19 江苏金聚合金材料有限公司 高阻隔全生物降解地膜及其制备方法
CN108424626A (zh) * 2018-01-17 2018-08-21 北京工商大学 一种聚乳酸聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法
CN111154244A (zh) * 2020-01-23 2020-05-15 海南明宸新材料有限公司 一种全生物降解气球底托及制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103525054A (zh) * 2013-09-28 2014-01-22 昆山市周市溴化锂溶液厂 生物降解树脂及其制备方法
CN105879111A (zh) * 2014-12-24 2016-08-24 天津科技大学 生物降解多孔phbv/ppc复合支架的新型构建方法
CN104479081A (zh) * 2015-01-14 2015-04-01 河北工业大学 一种通过反应挤出改性聚丙撑碳酸酯的方法
CN107488343A (zh) * 2017-09-12 2017-12-19 江苏金聚合金材料有限公司 高阻隔全生物降解地膜及其制备方法
CN108424626A (zh) * 2018-01-17 2018-08-21 北京工商大学 一种聚乳酸聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法
CN111154244A (zh) * 2020-01-23 2020-05-15 海南明宸新材料有限公司 一种全生物降解气球底托及制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李永超: "马来酸酐接枝聚乳酸增容聚碳酸亚丙酯/聚乳酸共混体系的结构与性能研究", 《塑料科技》 *
赖明芳: "马来酸酐封端聚碳酸亚丙酯的大分子偶联反应", 《高分子学报》 *
黄可龙: "可降解聚碳酸亚丙酯马来酸酐的合成与表征", 《功能材料》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115558264A (zh) * 2022-09-30 2023-01-03 福州大学 一种非反应性增容pla/pbat复合材料及其制备方法

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