[發明專利]一種耐熱聚乳酸基體樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 200810050603.7
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101284934A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 鄧鵬飏;柳美華;鄭曉偉;董麗松
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L29/04;C08K5/523;C08K5/1515;C08K5/526;C08K5/134;B29C47/92;C08J3/28;C08J3/24
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明涉及一種耐熱聚乳酸基體樹脂的制備方法。

背景技術

隨著一次性化石資源(如石油、煤炭)的日益枯竭以及由于石油基制品的大量使用所導致的白色污染日益嚴重，人們發現只有利用可再生的自然資源生產可以滿足人們需要的制品，并在使用之后降解為CO₂和水，實現自然資源的循環利用，才是人類社會實現可持續發展的必由之路。正是從資源和環境兩方面考慮，可生物降解聚酯材料逐漸成為人們關注的焦點，尤其是聚乳酸(PLA)格外受到人們的關注。聚乳酸是以淀粉為原料，通過一系列生物化工合成的具有良好的加工性能和物理機械性能的高分子材料。因此被人們認為是21世紀里最具有發展潛力的高分子材料。但是它有一個明顯的缺點，就是高溫尺寸穩定性差。當其制品的貯存、運輸或使用溫度超過60℃時，制品就會變形從而喪失其使用功能。因此，提高PLA制品的高溫尺寸穩定性就成為PLA能廣泛應用的一個重要因素。

提高制品的高溫尺寸穩定性的傳統方法主要有：1、與纖維復合；2、提高玻璃化轉變溫度；3、提高結晶度。2006年M.Huda等人在復合材料科學與技術發表的文章指出(Composites?Science?and?Technology，2006，66，1813-1824)，由于PLA基質與纖維填料間的界面相容性差，因此不能通過單純的纖維復合方法來提高PLA的耐熱性能。2006年S.Serizawa等人在應用聚合物雜志上(Journalof?Applied?Polymer?Science，2006，100，618-624)指出，通過退火處理來提高PLA/纖維復合材料的結晶程度，可以有效提高這種復合材料的耐熱性能，但是這種方法由于生產效率低，因此也不能直接用于工業化大生產。中國發明專利200710055475.0提供了一種利用輻射交聯和纖維復合協同效應來提高PLA耐熱性的方法，但是由此方法制備的復合材料不能再次熔融加工。因此目前還沒有一種既具有較高耐熱性又能夠反復熔融加工的聚乳酸基體樹脂，來滿足大規模PLA工業應用的需要。

發明內容

本發明的目的就是針對聚乳酸耐熱性能差的缺點，利用高分子共混合金改性與輻射誘導交聯的優勢，在聚乳酸和乙烯乙烯醇共聚物的兩相界面區上形成化學鍵接，強的界面相互作用，將使乙烯乙烯醇的結晶區能夠在高溫狀態下，成為應力集中點，從而降低合金體系高溫熱變形現象的發生；同時通過控制合金體系的交聯程度，保證合金體系還能反復熔融加工。本發明所提供的一種輻射誘導微交聯聚乳酸基體樹脂的熱變形溫度，可以從PLA本體的55℃大幅提高到120℃以上，從而拓寬它的使用范圍。

本發明涉及的一種耐熱聚乳酸基體樹脂的制備方法，其步驟和條件如下：

原料組成及重量比如下：聚乳酸∶乙烯-乙烯醇共聚物∶乙烯基多官能團單體∶組合助劑(50-80)∶(20-50)∶(3-10)∶(1-3)；

所述的乙烯-乙烯醇共聚物中，乙烯醇的摩爾百分含量在50-70％之間；

所述的乙烯基多官能團單體為三烯丙基異氰尿酸脂(TAIC)；

所述的組合助劑由3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯或β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯、環氧大豆油和亞磷酸三苯酯混合組成，其中，3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯或β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯∶環氧大豆油∶亞磷酸三苯酯的重量比為1∶1∶1；

1)將聚乳酸和乙烯乙烯醇共聚物分別在60℃和110℃條件下干燥4小時；

2)將干燥后的聚乳酸、乙烯乙烯醇、TAIC和組合助劑混合均勻后，加入到雙螺桿擠出機中，各區的溫度范圍依次是入口溫度為135±5℃，155±5℃，175±5℃，185±5℃，195±5℃，185±5℃，模頭溫度為180±5℃，熔融共混制備未交聯母料；

3)未交聯母料干燥后，在用鈷源輻射10-100kGy，制得一種耐熱聚乳酸基體樹脂。

有益效果：本發明中使用乙烯乙烯醇共聚物是因為這種高分子材料也是一種完全環境友好的材料，在某些條件下，還具有一定的生物降解特性。因此用它和聚乳酸制備的合金材料不會破壞聚乳酸所具有的良好生物降解特性以及力學性能。此外，乙烯乙烯醇共聚物雖然也可以通過強化交聯劑存在的條件下，進行輻射誘導交聯，但是其交聯的效率較低，這一特性可以用來在相對較寬的范圍內，方便地調整合金體系的凝膠含量，從而有助于開發輻射誘導微交聯耐熱聚乳酸基體樹脂。本發明中使用的是一種組合助劑，其目的是防止熱加工工程中，合金體系發生氧化降解或熱降解反應，從而造成合金體系物理機械性能的降低。

具體實施方式