[發明專利]提高聚乳酸/淀粉共混物相容性和界面結合性的改性方法

無效

• 申請號: 200910048605.7
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101525449A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 余木火;史凡;吳超;徐曉倩;張輝;李水;滕翠青;韓克清
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L67/04;C08L71/02;C08L65/00;C08K5/29;B29B9/06;B29B9/12;B29C47/92;B29D7/01;B29D23/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬聚乳酸/淀粉共混物的改性制備領域，特別是涉及一種提高聚乳酸/淀粉共混物相容性和界面結合性的改性方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種來源廣泛，且可生物降解的高分子材料，目前聚乳酸越來越廣泛地應用于生物醫學工程，但是在通用塑料領域的應用還是很少。

從國內外PLA生產和研究的現狀可以看出，阻礙PLA產業發展的主要問題是合成路線冗長，導致產品價格偏高，使其制品難以在包裝、農業、紡織等領域得到大量推廣。現有技術通過加入淀粉作為填料來降低PLA制品生產成本。但是由于聚乳酸/淀粉共混物力學性能和熱性能低下，難以得到廣泛應用。這主要原因在于原生淀粉在聚乳酸基體內相容性差，分散性差界面結合性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高聚乳酸/淀粉共混物相容性和界面結合性的改性方法，本發明制備的聚乳酸/淀粉共混物與純聚乳酸聚合物相比，在性能基本不變的前提下，擁有良好的生物降解性能；該改性方法成本低，經改性后的聚乳酸/淀粉共混物其相容性、界面結合性，力學性能和熱性能都得到了提高。

本發明的一種提高聚乳酸/淀粉共混物相容性和界面結合性的改性方法，包括：

(1)將原生淀粉與增容劑按質量比60～90∶10～40通過高速捏合機(500rpm)混合0.5-30分鐘；

(2)將上述粉體與聚乳酸顆粒按質量比為10～90∶10～90在低速混合機(60rpm)中混合，同時加入異氰酸酯偶聯劑，通過雙螺桿擠出機共混擠出造粒，共混溫度為150～230℃，螺桿轉速為25-500rpm，形成聚乳酸/淀粉共混改性樹脂切片；

(3)將共混物切片干燥后經熱塑性加工成型，加工溫度為150～230℃，制得塑料制品

所述步驟(1)中的原生淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉。

所述的增容劑為聚乙二醇，聚丙二醇，聚四氫呋喃，聚己內酯。

所述步驟(2)中的聚乳酸平均分子量在7～30萬之間。

所述步驟(2)中所述的異氰酸酯偶聯劑為甲苯二異氰酸酯TDI，二苯基甲烷二異氰酸酯MDI或六亞甲基二異氰酸酯HDI，偶聯劑的用量為聚乳酸加入質量的1％-15％。

所述步驟(3)中的塑料制品的形狀為片狀、管狀或薄膜。

有益效果

(1)本發明制備的聚乳酸/淀粉共混物與純聚乳酸聚合物相比，在性能基本不變的前提下，擁有良好的生物降解性能；

(2)該改性方法成本低，經改性后的聚乳酸/淀粉共混物其相容性、界面結合性，力學性能和熱性能都得到了提高。

附圖說明

圖1為添加增容劑的聚乳酸/淀粉(70/30)共混物的SEM淬斷斷面圖；

圖2為添加增容劑和異氰酸酯交聯劑的聚乳酸/淀粉(70/30)共混物的SEM淬斷斷面；

圖3為添加增容劑的聚乳酸/淀粉(50/50)共混物的注塑樣條和聚乳酸的注塑樣條斷裂對比圖；

圖4為添加增容劑的聚乳酸/淀粉(50/50)共混物和添加增容劑和異氰酸酯交聯劑的聚乳酸/淀粉(50/50)共混物的DMA(動態力學分析測試)對比圖；

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

(1)將淀粉與聚丙二醇(增容劑)按質量比90∶10通過高速混合機混合10分鐘；

(2)上述粉體與聚乳酸顆粒按一定質量配比40∶50通過雙螺桿共混擠出造粒，共混溫度為150～230℃，形成聚乳酸/淀粉共混改性樹脂顆粒；

(3)將上述顆粒通過注塑機注塑成標準樣條。使用沖擊強度儀和萬能試驗機測試其力學性能。

實施例2

(1)將淀粉與聚丙二醇(增容劑)按質量比90∶10通過高速捏合機(500rpm)混合10分鐘；

(2)上述粉體，TDI(甲苯二異氰酸酯)和聚乳酸顆粒按質量比為40∶50∶1在低速混合機(50rpm)混合后，再通過雙螺桿共混擠出造粒，共混溫度為150～230℃，形成聚乳酸/淀粉共混改性樹脂顆粒；

(3)將上述顆粒通過注塑機注塑成標準樣條。使用沖擊強度儀和萬能試驗機測試其力學性能。

實例1與2的結果對比如下：