[發(fā)明專利]一種強度高耐熱性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107090165B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 張世慶;謝宇
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L63/10;C08L71/02;C08K13/04;C08K7/00;C08K3/40;C08K3/22;C08K5/098;C08K3/26;C08K3/34
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 金一嫻

本發(fā)明涉及一種強度高耐熱性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制備方法，為高分子化合物領(lǐng)域。該改性材料所用用原料配比如下：聚乳酸：10?90份、填充劑：1?30份、交聯(lián)劑：1?5份、耐熱增韌改性劑：1?10份；輔助降解劑：0.2?2份；本發(fā)明通過使用較為環(huán)保的原料對聚乳酸材料進行改性，其工藝過程簡單，成本低，在明顯提高了聚乳酸的韌性及耐熱性的同時首次引入了綠色光催化材料納米TiO₂和納米乳酸鈣，可選擇性的改變材料的降解性能。對于聚乳酸的進一步工業(yè)化生產(chǎn)和推廣普及有促進作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種強度高耐熱性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制備方法,屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚乳酸（PLA），別名聚丙交酯，是一種重要的乳酸衍生物，是以乳酸為單體經(jīng)化學合成或生物合成得到的一類高分子材料。聚乳酸具有無毒無刺激、優(yōu)良的生物相容性、易降解、可塑性強、易加工成型等優(yōu)點，在高分子材料行業(yè)備受青睞，而在環(huán)境保護方面更是具有廣闊的應用前景。

聚乳酸雖然具有優(yōu)異的生物相容性及易降解性，對環(huán)境十分友好的特點，但聚乳酸仍有許多不足之處，如強度低，韌性差，熱變形溫度低等問題，限制了其進一步發(fā)展和廣泛使用。故需要通過對聚乳酸改性研究來增強其性能，以拓寬其應用價值。

納米TiO₂亦稱鈦白粉，為白色疏松粉末，屏蔽紫外線作用強，有良好的分散性和耐候性，在汽車工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前景。納米TiO₂還具有很高的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無毒性、超親水性、非遷移性，且完全可以與食品接觸，所以被廣泛用于諸多行業(yè)。

針對聚乳酸耐熱溫度低，強度低的缺點，不少國內(nèi)外對此做了很多工作，但很少有技術(shù)說到同時提高耐熱溫度及強度而且又盡量壓低生產(chǎn)成本的。如中國專利（公開號：CN103374117A）公開了一種利用經(jīng)過表面修飾的納米級稀有金屬氧化物來改性的耐熱型可降解樹脂的方法。雖有提高聚乳酸的耐熱性，但其強度得不到保證且所用原料成本較高。又如中國專利（公開號：CN105176022A）公開了一種利用多種酸酯及復合多種塑料來提高聚乳酸韌性的方法，雖然效果顯著提高聚乳酸韌性，但由于摻雜物過多降低了聚乳酸的天然性且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對聚乳酸存在的耐熱性差及強度低的缺點，提供了一種強度高耐熱性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制備方法，同時保證了環(huán)保及成本低等特性。本發(fā)明就技術(shù)上克服了上述現(xiàn)有材料技術(shù)存在的缺陷，并首次引入綠色光催化材料納米TiO₂和納米乳酸鈣，不僅明顯改善了聚乳酸的耐熱性及強度，還可選擇性的改變材料的降解性能。

一種強度高耐熱性好且降解性可控的聚乳酸改性材料，由下列質(zhì)量份數(shù)的原料制成：聚乳酸：10-90份、填充劑：1-30份、交聯(lián)劑：1-5份、耐熱增韌改性劑：1-10份；輔助降解劑：0.2-2份。

所述的聚乳酸為平均分子量在5萬-15萬的L-聚乳酸和D-聚乳酸中的一種或兩種。

所述的填充劑為納米碳酸鈣和細度不小于5000目的蒙脫土中的一種或兩種。

所述的交聯(lián)劑為聚乙二醇和聚丙二醇中的一種或兩種。

所述的耐熱增韌改性劑為乙烯基樹脂玻璃鱗片和TMP-3000微細水晶透明粉。

所述的輔助降解劑為納米TiO₂和納米乳酸鈣。

一種強度高耐熱性好且降解性可控的聚乳酸改性材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）將聚乳酸及填充劑經(jīng)雙螺桿擠出機熔融共混擠出造粒，得到無機填充復合聚乳酸顆粒；