CN113831711A - 一种高韧聚乳酸组合物及其制备方法 - Google Patents

一种高韧聚乳酸组合物及其制备方法 Download PDF

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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/06Biodegradable

Abstract

本发明提供一种高韧聚乳酸组合物及其制备方法,属于聚乳酸增韧技术领域,所述高韧聚乳酸组合物由60~95重量份聚乳酸、5~40重量份聚对苯二甲酸丁二醇酯‑己二酸乙二醇酯共聚酯和0.1~5重量份反应型增容剂组成,将聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯‑己二酸乙二醇酯共聚酯和反应型增容剂分别放置于真空烘箱干燥后,投入哈克转矩流变仪中进行熔融共混,熔融共混的温度为170~180℃,熔融共混的时间为5~10min,哈克转矩流变仪转子的转速为50~70rpm,直至哈克转矩流变仪的扭矩数值达到平衡,得到共混料,然后取出共混料,冷却至室温,获得所述的高韧聚乳酸组合物。

Description

一种高韧聚乳酸组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚乳酸增韧技术领域,具体涉及一种高韧聚乳酸组合物及其制备方法。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种兼具生物基来源和生物可降解两大特性的高分子材料,可以成为难以降解的石油基高分子材料最理想的替代品之一。聚乳酸具有较高的机械性能,其拉伸强度约为65MPa,杨氏模量约为3GPa,显著高于聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等通用塑料。聚乳酸纤维具有柔软、质轻和耐磨损等优点,且由于其优异的加工性能,可制成断丝、长丝和非织造布等不同类型的产品。同时聚乳酸拥有良好的生物相容性,因此可广泛应用生物医疗领域,如用作药物载体、骨钉、手术缝合线和组织工程支架等。
虽然聚乳酸拥有着上述优点,但其韧性差,断裂伸长率和冲击强度低的缺点限制了其更大的应用范围。因此对聚乳酸增韧改性,扩大其应用范围有着重要意义。公告号CN104725806 B文件公开了一种采用大量的无机粉体和氧化聚乙烯蜡与聚乳酸共混,来提高聚乳酸韧性的技术方案。该方案虽然改善了聚乳酸的冲击强度,但大量的无机粉体和聚合物的添加,会影响聚乳酸产品的降解性能。公告号CN 105176022 A文件公开了一种采用PBAT与聚乳酸共混的方法,有效的提高聚乳酸的断裂伸长率,但二者相容性较差,且聚乳酸的拉伸强度下降很多,降低了实际使用的意义。
因此,如何开发一种新的增韧聚乳酸材料,在提升其断裂伸长率和冲击强度的同时,而不影响其降解性能和拉伸强度,这具有非常重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服相关技术中的缺陷,提供一种聚酯弹性体粒子增韧的高韧聚乳酸组合物及其制备方法,通过使用反应型增容剂将聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯弹性粒子体接枝到聚乳酸基体的分子链上,从而实现既能显著提升聚乳酸的断裂伸长率和冲击强度,又不影响其降解性能和拉伸强度的目的。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
作为本发明的一个方面,一种高韧聚乳酸组合物,由聚乳酸和生物可降解聚酯弹性体增韧粒子组成,所述的生物可降解聚酯弹性体增韧粒子为聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯,各物质组分用量按以下重量份计:
聚乳酸 60~95重量份
聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯 5~40重量份。
作为本发明的另一个方面,提供一种高韧聚乳酸组合物,由聚乳酸、生物可降解聚酯弹性体增韧粒子和反应型增容剂组成,所述的生物可降解聚酯弹性体增韧粒子为聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯,各物质组分用量按以下重量份计:
聚乳酸 60~95重量份
聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯 5~40重量份
反应型增容剂 0.1~5重量份。
在一种优选的实施案例中,所述反应型增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油醚-丙烯酸-苯乙烯共聚物。
在一种优选的实施案例中,所述高韧聚乳酸组合物的各物质组分用量按以下质量份计:
聚乳酸 67~92重量份
聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯 5~30重量份
甲基丙烯酸缩水甘油醚-丙烯酸-苯乙烯共聚物 0.5~3重量份。
在一种优选的实施案例中,所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯是按以下方法制得:
将对苯二甲酸、己二酸、丁二醇、催化剂钛酸四丁酯混合,在常压、氮气保护在高温250℃条件下进行反应,当烧瓶内溶液澄清时,反应结束,得到产物A,其中,各物质用量为:对苯二甲酸、己二酸与丁二醇的摩尔比为1:1:3.6,催化剂钛酸四丁酯占对苯二甲酸、己二酸和丁二醇总质量的3%;
将对苯二甲酸、己二酸、乙二醇、催化剂钛酸四丁酯混合,在常压、氮气保护在高温250℃条件下进行反应,当烧瓶内溶液澄清时,反应结束,得到产物B,其中,各物质用量为:对苯二甲酸、己二酸与乙二醇的摩尔比为1:1:3.6,催化剂钛酸四丁酯占对苯二甲酸、己二酸和乙二醇总质量的3%;
将产物A和产物B按照质量比为(40~60):(60~40)混合,反应温度230℃,待体系不再生成水,酯化反应结束;然后升温至260℃,真空度保持在100pa,进行缩聚反应,反应1.5~2小时后,缩聚阶段完成,得到羟基封端的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯。
在一种优选的实施案例中,所述的聚乳酸所含的左、右旋聚乳酸的比例为95:5,数均分子量为120000~130000g/mol。
在一种优选的实施案例中,所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯的数均分子量为40000~60000g/mol。
作为本发明的另一方面,提供一种所述高韧聚乳酸组合物的制备方法,包括以下步骤:
(A)按照各组分用量,将聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯和反应型增容剂分别放置于真空烘箱干燥;
(B)将步骤(A)干燥后的原料混合均匀后投入哈克转矩流变仪中进行熔融共混,直至哈克转矩流变仪的扭矩数值达到平衡,得到共混料;
(C)然后取出共混料,冷却至室温,获得所述的高韧聚乳酸组合物。
在一种优选的实施案例中,所述熔融共混的温度为170~180℃,熔融共混的时间为5~10min。
在一种优选的实施案例中,所述的哈克转矩流变仪转子的转速为50~70rpm。
相对于相关技术,本发明有以下有益效果:
本发明使用哈克转矩流变仪,分别在添加反应型增容剂和不添加反应型增容剂的条件下,将具有良好机械性能的生物可降解聚酯弹性粒子和聚乳酸基体进行熔融共混反应,从而实现提高聚乳酸的韧性的目的。通过调节反应型增容剂和聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯的含量来调节PLA韧性。本发明采用的生物可降解聚酯弹性体粒子是聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯,其具有良好的生物相容性,且在堆肥的条件下能够百分百分解成二氧化碳、水和小分子有机物,不会影响聚乳酸的降解性能和生物相容性。本发明提供的高韧聚乳酸组合物的制备方法简便可靠,能源消耗低,生产成本低廉。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明,本发明的范围不受这些实施例的限制。本发明的范围在权利要求书中提出。
本发明涉及的术语释义:
生物可降解聚酯弹性体粒子:是指该弹性体粒子在光照、水分等自然条件下,被土壤中的微生物完全转化为二氧化碳和水。
拉伸强度:在拉伸试验中,试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度。
断裂伸长率(elongation at break):当进行断裂拉伸试验时,试样断裂时其长度增加的百分率。
冲击强度:试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与原始横截面积之比,用于评价材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度。
反应型增容剂是指本身含有反应基团,在共混聚合物组分之间起到偶联作用的共聚物,它可以有效阻止分散相凝聚,形成稳定共混结构。
本发明申请中所用原料及来源:
聚乳酸,牌号:4032D,产自美国NatureWorks有限公司;
增容剂:甲基丙烯酸缩水甘油醚-丙烯酸-苯乙烯共聚物(ADR4370S),产自德国巴斯夫有限公司;
高韧聚乳酸组合物的拉伸性能测试按照GB/T 528-2009规定进行,试验速率为10mm/min。试样状态调节按照GB/T 2918-1998规定进行,状态调节条件为23±2℃,相对湿度为50%±10%,调节时间至少40h但不超过96h。缺口冲击强度测试按照GB/T 1043-2006标准由摆锤冲击试验仪测试。
实施例1~10所用的生物可降解聚酯弹性体增韧粒子,即聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯,采用以下方法制备:
将0.35kg对苯二甲酸、0.31kg己二酸、0.69kg丁二醇、1.78g的催化剂钛酸四丁酯混合,在常压、氮气保护在高温250℃条件下进行反应,当烧瓶内溶液澄清时,反应结束,得到产物A;
将0.35kg对苯二甲酸、0.31kg己二酸、0.47kg乙二醇,1.54g的催化剂钛酸四丁酯混合,在常压、氮气保护在高温250℃条件下进行反应,当烧瓶内溶液澄清时,反应结束,得到产物B;
将产物A和产物B混合,反应温度230℃,待体系不再生成水,酯化反应结束;然后升温至260℃,真空度保持在100pa,进行缩聚反应,直到体系粘度上升至一定值时,缩聚阶段完成,得到羟基封端的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯。
实施例1
称取已干燥的PLA 55.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯3g,反应型增容剂ADR4370S 1.2g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例2
称取已干燥的PLA 52.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯6g,反应型增容剂ADR4370S 1.2g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例3
称取已干燥的PLA 49.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯9g,反应型增容剂ADR4370S 1.2g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例4
称取已干燥的PLA 46.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯12g,反应型增容剂ADR4370S 1.2g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例5
称取已干燥的PLA 43.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯15g,反应型增容剂ADR4370S 1.2g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例6
称取已干燥的PLA 40.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯18g,反应型增容剂ADR4370S 1.2g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例7
称取已干燥的PLA 53.7g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯6g,反应型增容剂ADR4370S 0.3g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例8
称取已干燥的PLA 53.4g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯6g,反应型增容剂ADR4370S 0.6g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例9
称取已干燥的PLA 52.2g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯6g,反应型增容剂ADR4370S 1.8g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例10:
称取已干燥的PLA 46.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯12g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
对比例1
称取已干燥的PLA 52.2g,加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到聚乳酸组合物。将上述制备的聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
对比例2
第一步:称取PLA100份,PBAT10份,PEG0.5份,硬脂酸钙1份,硬脂酸0.5份,ACR15份,PBT20份,PC20份,环氧丙烷为40份,柠檬酸三丁酯为13份。第二步:将PBAT和PC投入反应釜中混合35min,加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR,升温至90℃,以180r/min速度混合70min。第三步:加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯,混合均匀后投入双螺杆挤出机,升温至200℃下挤出造粒。将上述制备的聚乳酸树脂模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
对比例3
称取已干燥的PLA54g,PETG3g,相容剂1.8g,热稳定剂0.3g,抗水解稳定剂0.12g和抗氧剂0.12g混合均匀。制备方法:按照上述配方量,将聚乳酸、增韧剂PETG、反应型相容剂以及其他助剂加入到转矩流变仪中,在反应温度为200℃,转子转速为55rpm条件下熔融共混13min至扭矩到达平衡为止,即表明反应完全,然后取料,冷却至室温得到的产物就是聚乳酸增韧改性复合材料,在整个融实验过程中保持温度与转速不变。将上述制备的聚乳酸增韧复合材料进行模压成型,模压温度为200℃,压力为10MPa,整个热压时间5min,然后再按照相应的标准制成力学测试样条。
对比例4
一种聚乳酸增韧改性共聚物的合成方法,具体步骤如下:将20g己内酰胺单体置于反应釜中,加入0.4g乙二酸以及0.2g的二次蒸馏水,通入高纯氮气,并升温至240℃搅拌均匀,聚合反应4h,得到二羧基封端的聚己内酰胺低聚物。之后在上述低聚物中加入2.0g双氨基封端的聚乙二醇(分子量为400)和0.2g催化剂氧化锑,在230℃下继续反应1h。得到聚酰胺-聚醚嵌段共聚物熔体。之后在反应釜中加入适当溶剂搅拌后加入3.0g丙交酯,并加入0.01g催化剂醋酸锡,通入氮气排除空气后,抽真空于140℃反应16h,得到聚乳酸-聚酰胺-聚醚嵌段共聚物。将上述制备的聚乳酸-聚酰胺-聚醚嵌段共聚物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
对比例5
取重均分子量为13万的聚乳酸树脂重量份数80份,重均分子量为8万的聚丁二酸丁二醇酯重量份数20份,过氧化二异丙苯重量份数0.3份,甲基丙烯酸缩水甘油酯重量份数1份。将上述物质经过高速搅拌机搅拌均匀后,在双螺杆挤出机共混挤出,挤出温度为185℃,螺杆转速为30rpm;挤出后的树脂在注塑温度为180℃,注塑压力位12MPa下注塑成型后,在90℃的退火温度下退火60min,即得到全生物降解高韧性耐热型聚乳酸树脂。将上述制备的高韧性耐热型聚乳酸树脂模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
对比例6
称取已干燥的PLA 46.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯12g,反应型增容剂ADR4370S 0.29g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
对比例7
称取已干燥的PLA 46.8g,生物可降解聚酯弹性体粒子聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯12g,反应型增容剂ADR4370S 4.4g。混合均匀后加入到哈克转矩流变仪中,在转速为50rpm、反应温度为180℃条件下熔融共混6min直到扭矩达到平衡为止,熔融共混反应结束。取料,冷却至室温得到高韧聚乳酸组合物。将上述制备的高韧聚乳酸组合物模压成型,温度180℃,压力10MPa,热压4min,冷压3min,裁成相应的标准力学测试样条。
实施例1-10及对比例1-7的复合材料各性能测试结果如下:
Figure BDA0003299366110000091
Figure BDA0003299366110000101
以上对本发明提供的一种基于生物可降解聚酯弹性体粒子增韧的高韧聚乳酸组合物及其制备方法进行了了详细的介绍。通过实施例4可以看出,当添加生物可降解聚酯弹性体粒子,即聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯的重量份质量分数为20份,反应型增容剂的重量份为2份时,高韧聚乳酸组合物的韧性达到最佳,与对比例1中纯聚乳酸相比,断裂伸长率提高近70倍,冲击强度提高近20倍,远高于对比例2、对比例3和对比例4的增韧效果。通过实施例10与对比例6比较可以看出,仅添加0.05份的反应型增容剂对高韧聚合物的韧性影响不大;通过实施例4与对比例7比较可以看出,添加7份反应型增容剂与添加2份反应型增容剂,均对聚乳酸增韧效果明显,但添加7份后,弹性体粒子发生部分团聚,断裂伸长率略微下降,且产品的成本有所提高。因此,通过添加不同比例的生物可降解聚酯弹性体粒子和反应型增容剂可以调节高韧聚乳酸组合物的拉伸强度和韧性,以满足各领域的使用需求。与对比例2~5相比,本发明所制备的高韧聚乳酸组合物具有优异的降解性能和生物相容性,且生产工艺简单,成本低廉,具有广阔的应用前景。
以上仅以较佳实施例对本发明的技术方案进行介绍,但是对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,应能在具体实施方式上及应用范围上进行改变,故而,综上所述,本说明书内容不应该理解为本发明的限制,凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高韧聚乳酸组合物,由聚乳酸和生物可降解聚酯弹性体增韧粒子组成,其特征在于,所述的生物可降解聚酯弹性体增韧粒子为聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯,各物质组分用量按以下重量份计:
聚乳酸 60~95重量份
聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯 5~40重量份。
2.一种高韧聚乳酸组合物,由聚乳酸、生物可降解聚酯弹性体增韧粒子和反应型增容剂组成,其特征在于,所述的生物可降解聚酯弹性体增韧粒子为聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯,所述的反应型增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油醚-丙烯酸-苯乙烯共聚物,各物质组分用量按以下重量份计:
聚乳酸 60~95重量份
聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯 5~40重量份
甲基丙烯酸缩水甘油醚-丙烯酸-苯乙烯共聚物 0.1~5重量份。
3.根据权利要求2所述的高韧聚乳酸组合物,其特征在于,各物质组分用量按以下质量份计:
聚乳酸 67~92重量份
聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯 5~30重量份
甲基丙烯酸缩水甘油醚-丙烯酸-苯乙烯共聚物 0.5~3重量份。
4.根据权利要求1~3任一项所述的高韧聚乳酸组合物,其特征在于,所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯是按以下方法制得:
将对苯二甲酸、己二酸、丁二醇、催化剂钛酸四丁酯混合,在常压、氮气保护在高温250℃条件下进行反应,当烧瓶内溶液澄清时,反应结束,得到产物A,其中,各物质用量为:对苯二甲酸、己二酸与丁二醇的摩尔比为1:1:3.6,催化剂钛酸四丁酯占对苯二甲酸、己二酸和丁二醇总质量的3%;
将对苯二甲酸、己二酸、乙二醇、催化剂钛酸四丁酯混合,在常压、氮气保护在高温250℃条件下进行反应,当烧瓶内溶液澄清时,反应结束,得到产物B,其中,各物质用量为:对苯二甲酸、己二酸与乙二醇的摩尔比为1:1:3.6,催化剂钛酸四丁酯占对苯二甲酸、己二酸和乙二醇总质量的3%;
将产物A和产物B按照质量比为(40~60):(60~40)混合,反应温度230℃,待体系不再生成水,酯化反应结束;然后升温至260℃,真空度保持在100pa,进行缩聚反应,反应1.5~2小时后,缩聚阶段完成,得到羟基封端的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯。
5.根据权利要求4所述的高韧聚乳酸组合物,其特征在于,所述的聚乳酸所含的左、右旋聚乳酸的比例为95:5,数均分子量为120000~130000g/mol。
6.根据权利要求4所述的高韧聚乳酸组合物,其特征在于,所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯的数均分子量为40000~60000g/mol。
7.根据权利要求4所述的高韧聚乳酸组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(A)按照各配方用量,将聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸乙二醇酯共聚酯和/或反应型增容剂分别放置于真空烘箱干燥;
(B)将步骤(A)干燥后的原料混合均匀后投入哈克转矩流变仪中进行熔融共混,直至哈克转矩流变仪的扭矩数值达到平衡,得到共混料;
(C)然后取出共混料,冷却至室温,获得所述的聚乳酸复合材料。
8.根据权利要求7所述的高韧聚乳酸组合物的制备方法,其特征在于,真空烘箱干燥的温度为70~80℃,干燥的时间为12~14h。
9.根据权利要求7所述的高韧聚乳酸组合物的制备方法,其特征在于,所述熔融共混的温度为170~180℃,熔融共混的时间为5~10min。
10.根据权利要求7所述的高韧聚乳酸组合物的制备方法,其特征在于:所述的哈克转矩流变仪转子的转速为50~70rpm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114230992A (zh) * 2022-01-20 2022-03-25 江南大学 一种高强高韧生物降解塑料的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009209226A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Toyobo Co Ltd ポリエステル樹脂組成物
CN101993584A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 东丽纤维研究所(中国)有限公司 透明韧性聚乳酸组合物
CN106916424A (zh) * 2017-04-07 2017-07-04 常州大学 一种高韧性耐热型全生物降解聚乳酸材料及其制备方法
CN110343353A (zh) * 2019-06-28 2019-10-18 江南大学 一种可降解核壳粒子增韧聚合物复合材料及制备方法
CN112094488A (zh) * 2020-09-25 2020-12-18 长春工业大学 一种高韧高耐热聚乳酸复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009209226A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Toyobo Co Ltd ポリエステル樹脂組成物
CN101993584A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 东丽纤维研究所(中国)有限公司 透明韧性聚乳酸组合物
CN106916424A (zh) * 2017-04-07 2017-07-04 常州大学 一种高韧性耐热型全生物降解聚乳酸材料及其制备方法
CN110343353A (zh) * 2019-06-28 2019-10-18 江南大学 一种可降解核壳粒子增韧聚合物复合材料及制备方法
CN112094488A (zh) * 2020-09-25 2020-12-18 长春工业大学 一种高韧高耐热聚乳酸复合材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114230992A (zh) * 2022-01-20 2022-03-25 江南大学 一种高强高韧生物降解塑料的制备方法及应用
CN114230992B (zh) * 2022-01-20 2022-09-06 江南大学 一种高强高韧生物降解塑料的制备方法及应用

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