CN115449178A - 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种聚乳酸复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115449178A CN115449178A CN202211190157.6A CN202211190157A CN115449178A CN 115449178 A CN115449178 A CN 115449178A CN 202211190157 A CN202211190157 A CN 202211190157A CN 115449178 A CN115449178 A CN 115449178A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polylactic acid
- parts
- pbat
- composite material
- modified
- 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
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/08—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polycarbonates or saturated polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/24—Crystallisation aids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚乳酸复合材料及其制备方法,其中所述聚乳酸复合材料按照重量份计,包括以下组分:改性聚乳酸85~97份;改性PBAT1~6份;乙烯‑乙酸乙烯酯1~6份;乙酰柠檬酸三正丁酯2~5份;润滑剂0.5~4份;成核剂0.1~0.5份;抗水解剂0.5~2份,其中,所述改性聚乳酸是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对聚乳酸进行改性制得,所述改性PBAT是通过聚乙二醇对PBAT改性制得。本发明旨在提供一种高韧、高透、耐高温的生物降解率高的聚乳酸复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及可降解复合材料技术领域,尤其涉及一种聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
目前聚乳酸(PLA)是具有良好生物相性和可降解性的新型生物材料,且具有良好的光泽性、透明度及抗拉强度,目前广泛应用于食品包装、医疗材料、3D打印材料等领域,然而,聚乳酸因为其熔体强度低、结晶速率慢和热变形(HDT)温度低等导致聚乳酸制品较脆(断裂伸长率≤10%)、耐温性能差(玻璃化转温度仅有55℃~60℃),进而限制了此材料的应用范围。因此,目前PLA在具体的使用中是需要预先将PLA进行改性处理,且主要是在改善脆性、提高韧性和耐热性方面的改性。
其中,现有专利公开号为CN114854186A的发明专利公开了一种餐具用耐热改性聚乳酸全降解材料,其通过PBAT、天然植物纤维和改性糊化淀粉对聚乳酸进行改性提高其耐热性,以及加入了有机膨润土,虽提高了材料的耐热性,但得到材料的透明度不高,无法满足餐饮具需要透明的情况;以及现有专利公开号为CN112080115BA的发明专利公开了一种用于环保餐具的高韧性聚乳酸复合材料及其制备方法,通过将己二酸改性植物纤维和聚乙二醇与聚乳酸熔融共混,虽然可使材料耐热性和韧性都得到较大的提高,但基于植物纤维具有一定的吸湿,进而最终得到的复合材料不适用于有水的场合,同时也限制了材料的再次加工利用。因此,亟需提供一种高韧、高透、耐高温的改性聚乳酸复合材料。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种聚乳酸复合材料及其制备方法,旨在解决现有的聚乳酸复合材料无法实现高韧、高透、耐高温的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种聚乳酸复合材料,按照重量份计,包括以下组分:
改性聚乳酸85~97份;
改性PBAT 1~6份;
乙烯-乙酸乙烯酯1~6份;
乙酰柠檬酸三正丁酯2~5份;
润滑剂0.5~4份;
成核剂0.1~0.5份;
抗水解剂0.5~1份,其中,所述改性聚乳酸是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对聚乳酸进行改性制得,所述改性PBAT是通过聚乙二醇对PBAT改性制得。
可选地,按照重量份计,还包括以下组分:
改性聚乳酸85份;
改性PBAT 4份;
乙烯-乙酸乙烯酯4份;
乙酰柠檬酸三正丁酯3份;
润滑剂2份;
成核剂0.5份;
抗水解剂1.5份。
可选地,所述所述改性聚乳酸材料的分子量范围为150000~200000。
可选地,所述润滑剂为聚乙烯蜡、N,N~亚乙基双硬脂酰胺、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸正丁酯中一种或两种;所述成核剂为TMC-300,属于酰肼类成核剂;所述抗水解剂为2,2’,6,6’-四异丙基二苯基碳化二亚胺。
可选地,所述复合材料的变形温度在90℃以上。
可选地,其特征在于,所述聚乙二醇的平均分子量为3600~8500。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种上述任一所述的聚乳酸复合材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
步骤10,将一定质量比的改性聚乳酸、改性PBAT和乙烯-乙酸乙烯酯加入高速混合机中搅拌均匀,得到混合物A;
步骤20,将步骤10中制得的混合物A中加入一定量的乙酰柠檬酸三正丁酯,并搅拌均匀,得到混合物B;
步骤30,将步骤20中制得的混合物B中加入一定量的成核剂,抗水解剂和润滑剂,并搅拌均匀,得到混合物C;
步骤40,将步骤30中的混合物C加入到双螺杆挤出机中,熔融造粒后,得到目标复合材料,其中,控制所述双螺杆挤出机的挤出温度为130~190℃,螺杆转速为70~110r/min,螺杆长径比为(25~35):1。
可选地,所述改性聚乳酸的制备方法包括以下步骤:
将一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯和过氧化本甲酰溶在丙酮溶液中;
然后与聚乳酸混合,干燥,经转矩流变仪密炼头熔融混合均匀,冷却后切粒,所述聚乳酸树脂的熔融指数为3~5g/10min,所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量为聚乳酸的1%~4%,过氧化本甲酰的加入量为聚乳酸的1%~3%,所述的熔融温度为185℃。
可选地,所述改性PBAT的制备方法包括以下步骤:
将真空干燥后的PBAT与聚乙二醇(PEG)放置于二氯乙烷中,加热并搅拌使其完全溶解,其中,所述聚乙二醇的加入量为PBAT的4%-8%;
将上述溶液置入三口烧瓶中,并相继加入硅烷偶联剂和催化剂辛酸亚锡进行搅拌,以及在三口烧瓶上安装回流冷凝器,并通过70~80℃油浴加热反应;
反应10~20h后将反应液倒入三氯甲烷中溶解,并通过甲醇进行沉淀,静置后抽滤,然后将沉淀物置于90℃真空烘箱内进行干燥,得到PBAT/PEG嵌段共聚物。
可选地,所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量为聚乳酸的1%,过氧化本甲酰的加入量为聚乳酸的1.5%;所述的聚乙二醇的加入量为PBAT的5%,所述偶联剂的加入量为PBAT的0.1~0.5%,所述催化剂的加入量为PBAT的0.1~0.3%。
有益效果:
1、本发明改性聚乳酸在提高材料韧性的基础上,并且不影响材料的透明度,其原理是改性聚乳酸是将甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚乳酸在引发剂过氧化本甲酰的作用下接枝聚合得到的,甲基丙烯酸缩水甘油酯分子链上的环氧基与聚乳酸分子链上的羧基发生酯化反应,两个分子链连接在一起成为一个大分子链,从而使得聚乳酸的分子量提高,分子链段移动能力增强,以实现提高材料韧性,并且不影响材料的透明度;
2、本发明改性PBAT通过聚乙二醇嵌段共聚改性,得到粉末嵌段共聚物,大大提高改性PBAT与聚乳酸之间的界面相容性,从而提高复合材料的韧性、抗冲击强度;
3、本发明的改性聚乳酸、改性PBAT、乙烯~乙酸乙烯酯中加入乙酰柠檬酸三正丁酯均匀混合,可以使三者相容性增加,且在不影响聚乳酸透明度前提下增加韧性;
4、本发明制备的聚乳酸复合材料热变形温度在90℃以上;
5、随着PBAT和乙酸乙烯酯的含量降低,透明度逐渐升高,透光率可达到95%;
6、本发明使用的酰胺类成核剂能够有效减小PLA结晶尺寸,提高结晶速率从而提高结晶温度和结晶度,改善其耐热性能。
7、本发明的聚乳酸复合材料比纯聚乳酸的韧性好,抗冲击强度高,耐热性强,热变形温度达到90℃以上,透明度高,可达到86%以上,对于发展透明耐热可降解制品有较大指导意义。
附图说明
图1是本发明聚乳酸复合材料的制备方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参照图1,本发明提供一种聚乳酸复合材料的制备方法一实施例的流程示意图,所述方法包括以下步骤:
步骤1,将一定质量比的改性聚乳酸、改性PBAT和乙烯-乙酸乙烯酯加入高速混合机中搅拌均匀,得到混合物A;其中,所述改性聚乳酸是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对聚乳酸进行改性制得,所述改性PBAT是通过聚乙二醇对PBAT改性制得。同时,改性聚乳酸、改性PBAT和乙烯-乙酸乙烯酯的质量比组分为:改性聚乳酸85~97份;改性PBAT 1~6份;乙烯-乙酸乙烯酯1~6份。
步骤20,将步骤10中制得的混合物A中加入一定量的乙酰柠檬酸三正丁酯并搅拌2~3min至混合均匀,得到混合物B;其中,加入的质量比组分为乙酰柠檬酸三正丁酯2~5份。
步骤30,将步骤20中制得的混合物B中加入一定量的成核剂、抗水解剂,和润滑剂,并搅拌15~30min至混合均匀,得到混合物C;其中,加入的质量比组分为成核剂0.1~0.5份,抗水解剂0.5~2份,润滑剂0.5~4份。
步骤40,将步骤30中的混合物C加入到双螺杆挤出机中,熔融造粒后,得到透光率为86%以上,以及变形温度在90℃以上的目标复合材料,同时,基于聚乳酸自身的可降解性能,改性处理后仍具有较高的降解性能,进而该复合材料无毒、可完全生物降解,可广泛应用于环保餐具、食品包装等领域。
进一步地,在造粒过程中,控制所述双螺杆挤出机的挤出温度为130~190℃,螺杆转速为70~110r/min,螺杆长径比为(25~35):1。
进一步地,所述改性聚乳酸的制备方法包括以下步骤:
将一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯和过氧化本甲酰溶在丙酮溶液中;然后与干燥处理的聚乳酸混合,继续干燥以及经转矩流变仪密炼头熔融混合均匀,冷却后切粒,其中,所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量为聚乳酸的1%~4%,过氧化本甲酰的加入量为聚乳酸的1%~3%,所述的熔融温度为185℃。
具体地,干燥处理的聚乳酸是指将聚乳酸原料在40℃真空干燥24~36h,并且所述聚乳酸树脂的熔融指数为3~5g/10min。同时,上述聚乳酸改性是甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚乳酸在引发剂过氧化本甲酰的作用下接枝聚合得到的,其原理是甲基丙烯酸缩水甘油酯分子链上的环氧基与聚乳酸分子链上的羧基发生酯化反应,从而使得聚乳酸的分子量提高,分子链段移动能力增强,提高材料韧性,并且不影响复合材料的透明度。最终制得的改性聚乳酸材料的分子量范围为150000~200000。
进一步地,所述改性PBAT的制备方法包括以下步骤:
将真空干燥后的PBAT与聚乙二醇(PEG)放置于二氯乙烷中,加热并搅拌使其完全溶解,所述聚乙二醇的加入量为PBAT的4%~8%;然后将该溶液置于三口烧瓶中,加入硅烷偶联剂和催化剂辛酸亚锡(Sc(Oct2))进行搅拌,并在三口烧瓶上安装回流冷凝器,以及通入氮气进行保护,并通过70~80℃油浴加热反应;反应10~20h后将反应液倒入三氯甲烷中溶解,并通过甲醇进行沉淀,静置后抽滤,然后将沉淀物在90℃进行真空干燥,得到PBAT/PEG嵌段共聚物。其中,所述偶联剂的加入量为PBAT的0.1~0.5%,所述催化剂的加入量为PBAT的0.1~0.3%;
具体地,所述PBAT为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,并且聚乙二醇的平均分子量为3600~8500,优选地,所述聚乙二醇为PEG~4000、PEG~6000、PEG~8000中的一种或两种。其中,若聚乙二醇的平均分子量小于3600,虽制得的复合材料的增塑效果明显,但复合材料的结晶温度降低,结晶度降低,进而降低了复合材料的耐热性;若聚乙二醇的平均分子量较大且大于8500时,虽使得复合材料的结晶温度升高,结晶度升高,但增塑效果降低,即拉伸强度和耐热性提高,韧性较差。同时,偶联剂和催化剂的加入可以加快反应速率,提高反应程度。其机理在于改性PBAT通过聚乙二醇嵌段共聚,得到粉末嵌段共聚物,大大提高改性PBAT与聚乳酸之间的界面相容性,从而提高复合材料的韧性、抗冲击强度;
进一步地,所述润滑剂为聚乙烯蜡、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸正丁酯中一种。
进一步地,所述成核剂为酰胺类成核剂或酰肼类成核剂;优选地,采用酰胺类成核剂-328、酰肼类成核剂-300中的一种,本实施例中使用的酰肼类成核剂能够提供更多成核位点,显著提高结晶速率,有效减小PLA结晶尺寸,从而提高结晶温度和结晶度,改善其耐热性能。
进一步地,所述抗水解剂为2,2’,6,6’-四异丙基二苯基碳化二亚胺。
为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解,现结合具体实施例及对比例说明如下:
实施例1
一种聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下重量份数的原料:改性聚乳酸85份,改性PBAT 4份,乙烯-乙酸乙烯酯4份,乙酰柠檬酸三正丁酯3份,润滑剂2份,成核剂0.5份,抗水解剂1.5份。
具体地,聚乳酸复合材料的制备步骤包括:将已称好的改性聚乳酸、改性PBAT和乙烯-乙酸乙烯酯加入高速混合机中搅拌均匀,然后加入乙酰柠檬酸三正丁酯,搅拌2~3min,最后加入成核剂、抗水解剂和润滑剂,搅拌15min~30min,再将搅拌均匀的混合物料C1加入到双螺杆挤出机中熔融共混,挤出、造粒,即得聚乳酸复合材料。
其中,改性聚乳酸的制备方法包括以下具体步骤:将1份甲基丙烯酸缩水甘油酯和1.5份过氧化本甲酰溶在丙酮溶液中,然后与在40℃真空干燥24h的100份聚乳酸混合,干燥,经转矩流变仪密炼头熔融混合均匀,冷却后切粒。其中所述转矩流变仪密炼头温度为185℃,转速为43r/min,运行时间为10min。
以及,改性PBAT的制备方法包括:将真空干燥后的100份PBAT与5份聚乙二醇(PEG)放置于二氯乙烷中,加热并搅拌使其完全溶解,然后将该溶液置于三口烧瓶中,加入0.5份硅烷偶联剂和0.3份催化剂辛酸亚锡进行搅拌,以及在三口烧瓶上安装回流冷凝器,并通过70~80℃油浴加热反应。反应10h后将反应液倒入三氯甲烷中溶解,并通过甲醇进行沉淀,静置后抽滤,然后将沉淀物在90℃进行真空干燥,得到PBAT/PEG嵌段共聚物。
实施例2
一种聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下重量份数的原料:改性聚乳酸92份,改性PBAT2份,乙烯-乙酸乙烯酯3份,乙酰柠檬酸三正丁酯1份,润滑剂1份,成核剂0.5份,抗水解剂0.5份;聚乳酸复合材料的制备步骤与实施例1中相同,具体参照实施例1。以及改性聚乳酸的制备方法与实施例1中相同,具体参照实施例1,不同的是将1份甲基丙烯酸缩水甘油酯改为2份甲基丙烯酸缩水甘油酯。以及改性PBAT的制备方法与实施例1中相同,具体参照实施例1。
实施例3
一种聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下重量份数的原料:改性聚乳酸92份,改性PBAT 2份,乙烯-乙酸乙烯酯3份,乙酰柠檬酸三正丁酯1份,润滑剂1份,成核剂0.5份,抗水解剂0.5份。聚乳酸复合材料的制备步骤与实施例1中相同,具体参照实施例1。不同的是润滑剂由N,N-亚乙基双硬脂酰胺(即润滑剂)换成聚乙烯蜡,其中,改性聚乳酸的制备方法与实施例1中相同,具体参照实施例1,不同的是将1份甲基丙烯酸缩水甘油酯改为4份甲基丙烯酸缩水甘油酯;以及改性PBAT的制备方法与实施例1中相同,具体参照实施例1。
实施例4
一种聚乳酸复合材料的制备方法,包括以下重量份数的原料:改性聚乳酸96份,改性PBAT1份,乙烯-乙酸乙烯酯1份,乙酰柠檬酸三正丁酯0.5份,润滑剂0.5份,成核剂0.5份,抗水解剂0.5份。聚乳酸复合材料的制备制备步骤与实施例1中相同,具体参照实施例1。其中,改性聚乳酸的制备方法与实施例1中相同,具体参照实施例1,以及改性PBAT的制备方法与实施例3中相同,具体参照实施例3。
对比例1
一种聚乳酸复合材料的原料和制备方法与实施例2中相同,具体参照实施例2。不同之处在于,本对比例中的改性聚乳酸中未加入过氧化本甲酰。
对比例2
一种聚乳酸复合材料的原料和制备方法与实施例2中相同,具体参照实施例2。不同之处在于,本对比例中的PBAT未采用聚乙二醇进行改性。
对比例3
一种聚乳酸复合材料的原料和制备方法与实施例2中相同,具体参照实施例2。不同之处在于,本对比例中未加入成核剂。
对比例4
一种聚乳酸复合材料的原料和制备方法与实施例2中相同,具体参照实施例2。不同之处在于,本对比例中未加入乙酰柠檬酸三正丁酯。
根据上述实施例1~4和对比例1~4制得的聚乳酸复合材料,其具体的原料组分如表1所示,并进行力学性能测试、热变形温度、透光率,其检测结果如下表2:
表1实施例与对比例复合材料的原料组分
表2聚乳酸复合材料力学性能、热变形温度、透光率检测结果
1、根据上述表2的聚乳酸复合材料力学性能检测结果表可以看出,实施例1~4中的拉伸强度为48.2~68.6MPa、抗冲击强度为7.7~9.3k J/m2、断裂伸长率为8.3~23%,且实施例1~4中的力学性能参数均大于对比例1中的力学性能参数,进而可以知晓,本发明中的聚乳酸经甲基丙烯酸缩水甘油酯过氧化本甲酰改性后,提高了聚乳酸复合材料的强度、韧性。同时,根据对比例2与实施例2进行比较,可以知晓,PBAT经聚乙二醇改性后,提高了聚乳酸复合材料的强度、韧性和耐高温性能。以及根据对比例3中与实施例2进行比较,可知,在聚乳酸复合材料加入乙烯~乙酸乙烯酯可相应提高聚乳酸复合材料的强度、韧性。
2、通过将上述实施例1~4和对比例1~4所制得的复合材料分别注塑制成厚度为0.15±0.05cm的餐盘,并对其进行热变形温度检测,并由上表2中的热变形温度情况可知,本实施例1~4中的聚乳酸复合材料热变形温度在95℃以上,而对比例1~4中的热变形温度均低于本发明实施例中的热变形温度,可见,本发明制备的聚乳酸复合材料具有很好的耐高温性能。
3、通过将上述实施例1~4和对比例1~4所制得的全降解复合材料分别进行挤出拉片,得到0.3mm±0.02mm的片材,对其进行透光率检测,其中实施例1~4中的聚乳酸复合材料的透光率均在85以上,并且随着PBAT和乙烯-乙酸乙烯酯的含量降低,透明度逐渐升高。
4、通过实施例2与对比例1-4比较,其中,对比例1中并未加入聚乳酸改性所需的引发剂过氧化本甲酰,进而制得的聚乳酸复合材料的断裂伸长率偏低;以及对比例2中PBAT未加入聚乙二醇改性,使得制得的聚乳酸复合材料的热变形温度低于实施例2中的断裂伸长率偏低;以及对比例3未添加乙烯-乙酸乙烯酯,虽提高了复合材料的透明度,但其断裂伸长率、抗冲击强度及拉伸强度偏低均低于实施例2中的对应数值;以及对比例4中未加入成核剂,使制得的聚乳酸复合材料的热变形温度偏低。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种聚乳酸复合材料,其特征在于,按照重量份计,包括以下组分:
改性聚乳酸85~97份;
改性PBAT 1~6份;
乙烯-乙酸乙烯酯1~6份;
乙酰柠檬酸三正丁酯2~5份;
润滑剂0.5~4份;
成核剂0.1~0.5份;
抗水解剂0.5~2份,其中,所述改性聚乳酸是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对聚乳酸进行改性制得,所述改性PBAT是通过聚乙二醇对PBAT改性制得。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料,其特征在于,按照重量份计,还包括以下组分:
改性聚乳酸85份;
改性PBAT 4份;
乙烯-乙酸乙烯酯4份;
乙酰柠檬酸三正丁酯3份;
润滑剂2份;
成核剂0.5份;
抗水解剂1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料,其特征在于,所述改性聚乳酸材料的分子量范围为150000~200000。
4.根据权利要求3所述的聚乳酸复合材料,其特征在于,所述润滑剂为聚乙烯蜡、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸正丁酯中一种或两种;所述成核剂为酰胺类成核剂或酰肼类成核剂;所述抗水解剂为2,2’,6,6’-四异丙基二苯基碳化二亚胺。
5.根据权利要求3所述的聚乳酸复合材料,其特征在于,所述复合材料的变形温度在90℃以上。
6.根据权利要求4或5所述的聚乳酸复合材料,其特征在于,所述聚乙二醇的平均分子量为3600~8500。
7.一种权利要求1至6中任一所述的聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤10,将一定质量比的改性聚乳酸、改性PBAT和乙烯-乙酸乙烯酯加入高速混合机中搅拌均匀,得到混合物A;
步骤20,将步骤10中制得的混合物A中加入一定量的乙酰柠檬酸三正丁酯并搅拌均匀,得到混合物B;
步骤30,将步骤20中制得的混合物B中加入成核剂、抗水解剂和润滑剂,并搅拌均匀,得到混合物C;
步骤40,将步骤30中的混合物C加入到双螺杆挤出机中,熔融造粒后,得到目标复合材料,其中,控制所述双螺杆挤出机的挤出温度为130~190℃,螺杆转速为70~110r/min,螺杆长径比为(25~35):1。
8.根据权利要求7所述的聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,所述改性聚乳酸的制备方法包括以下步骤:
将一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯和过氧化本甲酰溶在丙酮溶液中;
然后与聚乳酸混合,干燥,经转矩流变仪密炼头熔融混合均匀,冷却后切粒,所述聚乳酸树脂的熔融指数为3~5g/10min,所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量为聚乳酸的1~4%,过氧化本甲酰的加入量为聚乳酸的1%~3%,所述的熔融温度为185℃。
9.根据权利要求8所述的聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,所述改性PBAT的制备方法包括以下步骤:
将真空干燥后的PBAT与聚乙二醇放置于二氯乙烷中,加热并搅拌使其完全溶解,其中,所述聚乙二醇的加入量为PBAT的4~8%;
然后将该溶液置于三口烧瓶中,并相继加入硅烷偶联剂和催化剂辛酸亚锡进行搅拌,以及在三口烧瓶上安装回流冷凝器,并通过70~80℃油浴加热反应;
反应10~20h后将反应液倒入三氯甲烷中溶解,并通过甲醇进行沉淀,静置后抽滤,然后将沉淀物在90℃进行真空干燥,得到PBAT/PEG嵌段共聚物。
10.根据权利要求9所述的聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量为聚乳酸的1%,过氧化本甲酰的加入量为聚乳酸的1.5%;所述聚乙二醇的加入量为PBAT的5%,所述偶联剂的加入量为PBAT的0.1~0.5%,所述催化剂的加入量为PBAT的0.1~0.3%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211190157.6A CN115449178A (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211190157.6A CN115449178A (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115449178A true CN115449178A (zh) | 2022-12-09 |
Family
ID=84307816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211190157.6A Pending CN115449178A (zh) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115449178A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102660105B1 (ko) * | 2023-03-16 | 2024-04-23 | 주식회사 우진에스앤피코리아 | 단추 조성물, 이의 제조방법 및 단추 |
-
2022
- 2022-09-28 CN CN202211190157.6A patent/CN115449178A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102660105B1 (ko) * | 2023-03-16 | 2024-04-23 | 주식회사 우진에스앤피코리아 | 단추 조성물, 이의 제조방법 및 단추 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2022252266A1 (zh) | 一种复合增韧耐高温聚乳酸改性材料及其制备方法 | |
EP2186846B1 (en) | Natural Fiber-Reinforced Polylactic Acid Resin Composition and Molded Product Made Using the Same | |
CN111205604B (zh) | 超薄高强高韧生物降解地膜材料及薄膜和制备方法及应用 | |
CN107652641B (zh) | 低成本生物基全降解高透膜及其制备方法 | |
CN104387732A (zh) | 一种透明抗撕裂聚乳酸生物降解薄膜及其制备方法 | |
CN104004329B (zh) | 一种低熔点耐刮擦聚碳酸酯组合物及其制备方法 | |
CN113956630A (zh) | 一种完全生物降解薄膜及其制备方法 | |
CN115449178A (zh) | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN118109023B (zh) | 可降解的聚碳酸酯丙交酯共聚物合金及其组合物 | |
CN113337092A (zh) | 一种透明耐热全降解组分聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN113563570B (zh) | 一种聚乳酸透明增韧剂及其制备方法 | |
CN113831702A (zh) | 可降解塑料餐盒组合物及其制备方法 | |
CN112159594A (zh) | 一种笼型倍半硅氧烷类成核剂及其制备方法与应用 | |
CN113429762A (zh) | 一种淀粉/聚乳酸/pbat纳米复合材料及其制备方法 | |
CN111087789A (zh) | 一种高抗冲聚碳酸酯/聚乳酸树脂组合物及其制备方法 | |
CN114957941B (zh) | 改性羧基丁腈橡胶增韧聚乳酸的功能性材料及其制备方法 | |
CN116285284A (zh) | 一种co2基生物可降解共聚物的组合物及其制备方法和应用 | |
CN109161177B (zh) | 一种聚甲基乙撑碳酸酯基高阻隔材料及其制备方法 | |
CN109553809B (zh) | 一种高韧性pbs/淀粉复合材料及其制备方法 | |
CN113980436A (zh) | 一种改性聚酯透明复合材料及其制备方法 | |
CN111944288A (zh) | 一种生物降解地膜用改性pla材料以及制备方法 | |
CN116376239B (zh) | 一种高阻燃性工程塑料及其制备方法 | |
CN114316424B (zh) | 一种透明耐候pp/ps复合材料及其制备方法 | |
JPH01500599A (ja) | 繊維強化ポリエステル組成物におけるグリシジルメタクリレートグラフト化epdm変性剤 | |
CN116218125A (zh) | 一种pbat/塑化淀粉复合材料及制备方法 |
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 |