[發明專利]一種尼龍4與聚乳酸的共混材料的改性方法

有效

• 申請號: 201510089140.5
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104693794B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 趙黎明;魏杰;候雨;劉竹霖;唐頌超;邱勇雋;張敏
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L51/08;C08F283/00;C08F222/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及材料領域，尤其涉及尼龍4、聚乳酸高分子材料及其制備方法；涉及一種共混后高分子材料表征和性能提升，可應用于可降解的塑料、橡膠等領域。

背景技術

塑料制品由于質輕、防水、耐用和成本低，曾給人們的生活帶來了便利，但隨著人類社會的發展，塑料廢棄物的處理越來越成為一道難題。因此，發展可以降解的高分子材料，減輕對石油資源的依賴，保持社會經濟等的可持續發展，具有無比重要的意義。

從20世紀30年代以來，石油基塑料由于價格便宜，并且質輕耐用，開始廣泛運用于人們日常生活的方方面面，但是與其它的塑料相比，石油基塑料很難再自然界中降解。通常我們處理塑料廢棄物的主要方法為填埋、焚燒和回收再利用。產生的問題有：侵占土地過多，污染空氣和水體等，廢舊塑料包裝物進入環境后，由于其很難降解，造成長期的、深層次的生態環境問題。隨著石油資源的開發殆盡以及“白色污染”的越來越嚴重，發展可降解塑料已經刻不容緩。可降解塑料就是能夠在化學的、生物的或外力作用下使聚合物的主鏈以一定的速度發生斷裂，從而導致聚合物材料破碎和分解，因其能夠分解，所以對于緩解“白色污染”有重要的應用價值。可降解塑料一般分為四大類：第一種也是最早應用的是光降解塑料，就是在普通塑料中加入了光敏劑，在光照下能夠使塑料逐漸分解，其缺點是降解時間因光照和氣候變化難以預測，因熱塑性尼龍4、聚乳酸共混材料的制備、表征及性能研究而無法控制降解時間，另外，光降解塑料中加入的光敏劑大多數都含有重金屬物質，用于食品包裝領域其安全性很難保證，并且其分解后容易造成重金屬殘留，因此，單純的光降解塑料研究己趨于停滯。第二類為生物降解塑料，在微生物的作用下，可以完全分解為低分子化合物。其主要特點是貯存運輸方便，只要保持干燥，并且不需要避光，應用范圍廣，不但用于農用地膜和包裝袋，而且廣泛應用于醫藥領域。可分為不完全降解型和完全降解型，完全降解型因降解產物能夠被自然界完全分解，是可降解塑料的發展。

物理改性：物理改性是指對聚乳酸進行微細化處理、或是通過擠壓機破壞聚乳酸結構，或是添加一些偶聯劑和增塑劑等增強聚乳酸與其它高聚物的相容性。

微細化處理：聚乳酸經過微細化處理后由于顆粒小而均勻，可以很好的填充到其它材料中，所以能有效的提高材料的力學性能，由于微細化的聚乳酸具有巨大的比表面積，在生物降解的情況下，可以在共混體系中形成很多的微孔，增加了可降解材料與外界環境的接觸面積，可加速材料降解，因此更適合應用于降解塑料。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種尼龍4與聚乳酸的共混材料的改性方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種尼龍4與聚乳酸的共混材料的改性方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：將聚乳酸與馬來酸酐以固相力化學方法制備的PLA-g-MAH，然后將其加入經過充分真空干燥的尼龍4中，用密煉機進行熔融共混，再用雙螺桿擠出造粒機將熔融共混后得到的物料擠出造粒，得到經過改性的尼龍4/聚乳酸共混物，最后在真空干燥箱中干燥除去水分。

所述的聚乳酸占尼龍4與聚乳酸的混合物的總質量的5％-25％。

所述的PLA-g-MAH與尼龍4和聚乳酸的混合物的質量比為(0.2-0.7):100。

所述的PLA-g-MAH通過以下方法制得：將聚乳酸(PLA)和馬來酸酐(MAH)的混合物在磨盤形力化學反應器中碾磨后取出，用丙酮作萃取劑萃取72h以除去未反應的MAH，產物經抽率后與80℃下進行真空干燥，得到的即為聚乳酸接枝馬來酸酐共聚物。

所述的密煉機進行熔融共混的溫度為270-300℃，時間為10-30min，密煉機的轉速使用范圍為50-80r/min。

所述的雙螺桿擠出造粒機的料筒溫度為270-300℃。

所述的尼龍4為生物基或石化來源。