[發明專利]一種高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810051377.4
• 申請日: 2008-11-04
• 公開（公告）號: CN101392093A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 張坤玉;冉祥海;韓常玉;莊宇剛;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;C08L71/02;C08K5/134;C08K5/526;B29B9/04;B29B7/28;B29B7/72;B29B9/00;B29C47/92
• 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

本發明涉及一種高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法，屬于生物降解高分子領域

背景技術

隨高分子材料的發展，石油基高分子材料在人類生活和工作中得到廣泛的應用。但這些材料來源于不可再生資源，而且在自然環境中難以降解，造成生態環境惡化和資源緊缺，不符合人類可持續發展的戰略，給人類帶來危害。近年來，來源于可再生資源的可為生物降解材料引起人們廣泛的注意。

聚乳酸(PLA)是唯一以生物資源為原料，通過化學方法合成的可生物降解的線性脂肪族聚脂。它來源于可再生資源，具有良好的生物相容性、降解性，較高的拉伸強度和壓縮模量，因此聚乳酸被認為是石油基塑料的理想替代品；將其應用于通用塑料領域，對于減少環境污染、節省石油資源以及減輕地球溫室效應方面具有十分重要的意義。近年來，隨著成本的降低以及生產規模的增大，聚乳酸基塑料產品已經逐漸市場上在出現，例如纖維，雙向拉伸薄膜等。但聚乳酸性脆，缺乏柔性和彈性，抗沖擊性能差，這極大限制了它的廣泛應用，特別是包裝領域。為克服上述缺點，改善PLA材料的機械性能和加工性能，降低PLA的成本，人們已經在PLA化學改性和物理共混改性方面做了許多的工作。通過化學改性的方法可以有效地改善PLA的性能，但是工藝復雜，成本較高，至今沒有工業化的產品出現。小分子增塑劑可以有效地降低聚乳酸的玻璃化轉變溫度，提高聚乳酸分子鏈的活動能力，從而改善聚乳酸的脆性(中國專利CN00112783.7；CN02123145.1；CN03117482.5)；但是小分子增塑劑易遷移，導致材料老化(Polymer?44(2003)7679-7688)，而且增塑聚乳酸材料的強度和耐熱性在某些應用領域達不到要求。橡膠增韌是改善塑料脆性的有效方法，在塑料中添加少量的橡膠能夠有效的提高材料的沖擊強度，而且橡膠增韌的工藝成熟，設備簡單，因此通過橡膠增韌聚乳酸不失是一種簡單有效的方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法。

一種高韌性聚乳酸基復合材料的組成成分和重量份數配比為：聚乳酸100份、彈性體增韌劑5—40份和熱穩定劑0.01-5份；

所述的聚乳酸的數均分子量為5—20萬道爾頓；

所述的彈性體增韌劑為環氧氯丙烷一環氧乙烷二元共聚氯醚橡膠或三元共聚的氯醚橡膠；

所述的環氧氯丙烷一環氧乙烷二元共聚氯醚橡膠的結構式為：

其重均分子量為800,000～1,000,000g.mol^-1；

所述的環氧氯丙烷一環氧乙烷三元共聚型氯醚橡膠結構式為：

其重均分子量為800,000～1,000,000g.mol^-1；

其中，以分子鏈中氯的摩爾含量為12—27％為最優；

所述的為熱穩定劑為四[3-(3＇，5＇—二叔丁基)丙酸]季戊四醇(抗氧劑1010)、三(2，4—二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)或雙(2，4—二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(AT—626抗氧劑)。

一種高韌性聚乳酸基復合材料的制法如下：

按配比將聚乳酸、彈性體和抗氧劑進行機械混合，時間3—10分鐘，然后將混好的材料加入到密煉機中，在175—195℃、50—80轉/分的條件下混合5—8分鐘；再在開煉機上于175—195℃拉出片材，冷卻后的片材再用切粒機切成粒料；或者，將混好的材料直接用雙螺桿擠出機擠出造粒得到目標材料；擠出造粒的條件為：雙螺桿擠出機的設定溫度為：一區：120-140℃，二區：160-180℃，三區：170-190℃，四區：175-200℃，五區：180-200℃，六區：180-210℃，七區：180-200℃，機頭：170-195℃；螺桿轉速：100-300rpm。

有益效果：本發明通過選擇合適的彈性體與聚乳酸進行復合，配合加入一定量的抗氧劑，調節配比，結合加工工藝，制備出具有高韌性的聚乳酸基復合材料。本發明選用的彈性體增韌劑加入到聚乳酸中不僅使其韌性顯著提高，而且可以改善材料的流變行為，提高聚乳酸的成型加工性能，材料斷裂伸長率由純聚乳酸的5％增加至230％，沖擊強度由4.6KJ/m²提高至66.7KJ/m²，使其適于多種成形加工工藝。且原料易得，工藝簡單，價格低廉。

具體實施方式

實施例1：按以下配方和重量份稱取各組分