[發明專利]一種聚乳酸材料組合物、聚乳酸材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110078584.0
• 申請日: 2011-03-30
• 公開（公告）號: CN102719063A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 祝學遠;豆江宏;何曉斌;李江輝
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L55/02;C08L51/00;B29C47/92
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種聚乳酸材料組合物、聚乳酸材料及其制備方法。

背景技術

目前，工業應用的乳酸生產方法都是采用淀粉含量較高的農副產品，如：大米、薯干、玉米和米糠等為原料，通過糊化、糖化、接種、發酵、沉淀、結晶、酸解、濃縮等工藝生產出乳酸。在上述工序中，發酵是至關重要的一步。在發酵工序中，向經過糊化和糖化處理的農副產品中加入菌種，進行發酵，生成乳酸。但是，經乳酸菌發酵生成乳酸是一個可逆過程，隨著生成的乳酸不斷增加，發酵過程趨于平衡，發酵會變得緩慢，直至停止。為提高乳酸產量，通常向發酵液中加入碳酸鈣消耗掉發酵過程中生成的乳酸，使其生成乳酸鈣，降低發酵液中乳酸的含量，從而使得發酵繼續進行。發酵完成后，向生成的乳酸鈣中加入硫酸，酸解出乳酸。

聚乳酸（PLA）是以乳酸為原料，經聚合得到的新型聚酯材料，聚乳酸在使用后能被自然界中的微生物完全降解生成二氧化碳和水，不會對環境造成污染，具有良好的生物相容性和可生物降解性。

但是聚乳酸力學性能較差，在很大程度上限制了聚乳酸的應用。

發明內容

為了克服現有技術中的聚乳酸力學性能差的問題，本發明提供了一種聚乳酸材料組合物，通過該組合物制備得到的聚乳酸材料具有良好的力學性能。

本發明公開的聚乳酸材料組合物，包括聚合物基體和相容劑，所述聚合物基體由聚乳酸和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物組成，所述相容劑選自馬來酸酐接枝的聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚苯乙烯接枝馬來酸酐或乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。

同時，本發明還公開了一種聚乳酸材料，通過聚乳酸材料組合物制備得到，其中，所述聚乳酸材料組合物為上述的聚乳酸材料組合物。

另外，本發明還公開了一種上述聚乳酸材料的制備方法，包括將聚乳酸材料組合物在140-200℃下熔融擠出，經切粒和注塑得到。

本發明中，發明人通過將聚乳酸和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）相配合使用，以提高材料的力學性能。但是，發明人發現，僅僅將聚乳酸和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物共混制備聚乳酸材料，其力學性能改善并不明顯，針對該問題，發明人進一步向聚乳酸和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中添加本發明采用的相容劑后，改善了二者的相容性能，大大提高了復合材料的力學性能，同時，發明人還意外的發現，復合材料的耐熱性能也得到了顯著的提高。并且，由于材料中仍含有大量聚乳酸，故其生物降解性能仍十分優異。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明公開的聚乳酸材料組合物包括聚合物基體和相容劑，所述聚合物基體由聚乳酸和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物組成，所述相容劑選自馬來酸酐接枝的聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚苯乙烯接枝馬來酸酐或乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。

其中，以聚乳酸的重量為基準，所述丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的含量為91-171wt%，所述相容劑的含量為10-22.2wt%。

聚乳酸是以有機酸乳酸為原料生產的聚酯材料，具有良好的生物可降解性能、較好的機械性能及物理性能，而且可以與其它材料相容。

在本發明提供的聚乳酸材料中，聚乳酸的粘均分子量為10萬-75萬，熔點為150-175℃。優選為粘均分子量為15萬-50萬，熔點為160-170℃。所述聚乳酸可通過商購得到，例如美國natureworks公司生產的聚乳酸，牌號為3051D，注塑級別，粘均分子量為18萬，熔點為165℃。

由于聚乳酸原料中的水分會對最后得到的材料的外觀及力學性能產生影響，故本發明公開的原料混合物中，聚乳酸原料的含水量不高于0.025?wt%，優選情況下不高于0.015wt%。

通常，各廠家提供的聚乳酸原料中的含水量已給出，優選情況下，對聚乳酸原料進行前處理，前處理的方法可以為：在0.04-0.08MPa，90-95℃下干燥4-8h即可。

對聚乳酸原料進行前處理后，聚乳酸原料中的含水量可通過卡氏水分測定儀（梅特勒-托利多中國生產的卡氏水分測定儀，型號MKC-520+ADP-511S）按照ASTM?D6869-03用卡爾·費休庫倫法和容量法測定。