[發(fā)明專利]高韌性聚乳酸/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310418644.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN103450649A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾建兵;何奕松;劉廣臣;王玉忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L75/04;C08L75/06;C08L75/08;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/32;B29B7/28;B29C47/92
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚乳酸高分子復(fù)合材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高韌性聚乳酸/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合物及其制備方法。

背景技術(shù)

聚乳酸是一種從可再生資源中獲得的高分子材料，具有強(qiáng)度高，透明性好，生物相容性好，可生物降解的優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是最有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油基材料的新型環(huán)境友好材料之一。但是，由于純聚乳酸的剛性高，韌性差，常溫下表現(xiàn)為硬而脆，從而極大限制了其應(yīng)用前景。

目前對(duì)聚乳酸的增韌改性主要是通過(guò)共聚和共混的方式，但是共聚的成本較高，不適合大規(guī)模的應(yīng)用；而共混主要是添加增塑劑或是與韌性高分子共混。

添加增塑劑的方法雖然能提高聚乳酸的拉伸伸長(zhǎng)率，但是拉伸強(qiáng)度下降很多，抗沖擊性的改善也不大，并且穩(wěn)定性差，增塑劑容易析出，因而使用一段時(shí)間后又會(huì)發(fā)脆。而大部分與韌性高分子共混的聚乳酸復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率雖有明顯的提高，但也是以大幅度降低材料的拉伸強(qiáng)度為代價(jià)換取的，且抗沖擊性能沒有任何改善，只有少數(shù)現(xiàn)有技術(shù)能同時(shí)對(duì)聚乳酸的拉伸伸長(zhǎng)率和抗沖擊性能有所改善，如CN101508831A公開的一種增韌改性聚乳酸復(fù)合材料，該復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度都得到了明顯的改善，但是材料的拉伸強(qiáng)度仍然下降了很多。

另外，還有人將聚乳酸與直鏈聚氨酯進(jìn)行共混，但遺憾的是所獲共混物與其他韌性高分子共混改性聚乳酸結(jié)果相似，如Li等人（Macromolecular?Bioscience2007:7,921-928）公開的聚乳酸與直鏈聚酯型聚氨酯共混的結(jié)果是拉伸伸長(zhǎng)率雖有所提高，但是拉伸強(qiáng)度明顯下降，同時(shí)非缺口沖擊強(qiáng)度提高不大。而Yuan等人（Polymer?Bulletin1998:40,485-490）公開的在甲苯溶劑中將聚乳酸與聚己內(nèi)酯交聯(lián)的聚氨酯共混，所得共混物的拉伸伸長(zhǎng)率不僅提高有限，且未考察共混物的沖擊性能，加之其又為采用甲苯為溶劑的制備方法，這既不利于工業(yè)化，又不環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，首先提供了一種能有效改善聚乳酸斷裂伸長(zhǎng)率和抗沖擊能力，而拉伸強(qiáng)度和模量下降有限的高韌性聚乳酸/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合物的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法制備的高韌性聚乳酸/交聯(lián)聚氨酯復(fù)合物。

為了達(dá)到本發(fā)明首要目的，本發(fā)明采用了這樣一種技術(shù)解決方案，該方案的工藝步驟和條件如下：

將預(yù)先干燥的聚乳酸、大分子多元醇和/或小分子多元醇與多異氰酸酯一起加入密煉機(jī)中，在溫度170-210℃，轉(zhuǎn)速30-120轉(zhuǎn)/分下，共混反應(yīng)3-20分鐘，或

將預(yù)先干燥的聚乳酸、大分子多元醇和/或小分子多元醇與多異氰酸酯于室溫下攪拌混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，于溫度140-220℃，轉(zhuǎn)速為50-200rpm下進(jìn)行反應(yīng)擠出即可。

其中按質(zhì)量份計(jì)聚乳酸為60-95份，優(yōu)選70-85份，大分子多元醇和/或小分子多元醇與多異氰酸酯之和為5-40份，優(yōu)選15～30份，且大分子多元醇和/或小分子多元醇所含羥基的摩爾數(shù)或摩爾數(shù)之和與多異氰酸酯的異氰酸根的摩爾數(shù)相等，當(dāng)同時(shí)采用大分子多元醇和小分子多元醇時(shí)，小分子多元醇為大分子多元醇質(zhì)量的5-30%。