[發(fā)明專利]一種耐熱聚乳酸組合物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810707445.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN108752888B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 東為富;胡瓊恩;李婷;張洪吉;馬丕明;陳明清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L51/02;C08K5/20;C08K9/04;C08K3/34;C08K5/098;C08F251/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;劉秋彤

本發(fā)明提供了一種耐熱聚乳酸組合物及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。組合物由聚乳酸樹脂和淀粉復(fù)合物組成，淀粉復(fù)合物與聚乳酸樹脂的重量比為1:99～50:50。所述淀粉復(fù)合物包含淀粉接枝共聚物及成核劑；淀粉接枝共聚物與成核劑的重量比為100:(1～100)。將各原料經(jīng)一系列混合，經(jīng)熔融共混制得本發(fā)明聚乳酸組合物。本發(fā)明綠色環(huán)保，成本低，工藝簡單，得到性能可控的可降解聚乳酸基組合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種耐熱聚乳酸組合物及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，由于環(huán)境問題，可生物降解材料受到高度重視。聚乳酸(PLA)是一種直鏈脂肪族熱塑性聚酯，可由玉米等可再生資源發(fā)酵獲得。聚乳酸由于具有良好的強(qiáng)度、剛度、生物降解性及加工性能而得到了廣泛的研究，但是低韌性、低熱變形溫度限制了其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)前，制約PLA應(yīng)用和發(fā)展的主要因素包括：結(jié)晶速率慢、結(jié)晶度低、熱變形溫度較低、脆性大以及成本相對(duì)較高等。通過將PU、PE、EGMA、TPO、EVA、POE、PCL、PBAT、PHA、PBS和PBSA等柔韌的聚合物與聚乳酸共混來提高PLA的韌性是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。然而，這些聚合物存在不可生物降解或成本較高的問題，且添加后明顯降低了PLA的強(qiáng)度。另外，由于材料結(jié)晶速率慢，實(shí)際生產(chǎn)所得PLA制品(如注射成型)一般呈非晶態(tài)，當(dāng)在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在56℃以上使用時(shí)，材料機(jī)械強(qiáng)度與剛性將顯著下降|。PLA結(jié)晶速率慢，主要是因?yàn)榉肿渔溨腥樗嶂貜?fù)單元較短、主鏈剛性較大，分子鏈運(yùn)動(dòng)能力低。

添加成核劑可以顯著提高PLA的成核密度，從而提高材料的結(jié)晶度。成核劑的添加，可以降低PLA成核所需要的表面自由能勢(shì)壘，從而使PLA熔體在較高溫度下就開始結(jié)晶。目前，聚乳酸常用成核劑主要包括無機(jī)成核劑、有機(jī)成核劑和高分子成核劑。

淀粉是一種豐富的，可再生和可生物降解的碳水化合物聚合物，可以從各種農(nóng)作物中以低成本獲得。作為一種多羥基天然聚合物，淀粉分子是剛性的，難以熱塑性加工。同時(shí)，PLA與淀粉之間的相容性較差，因?yàn)镻LA疏水而淀粉是親水性的，這種不相容性最終導(dǎo)致其共混物性能較差。淀粉接枝共聚物能熱塑加工、成本較低、疏水性好且降解性能良好。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種聚乳酸組合物及制備方法。這種組合物各組分之間相容性好、韌性好、熱變形溫度高、成本低、工藝簡單、性能可控，適用于制備各種性能要求的熱塑性材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種耐熱聚乳酸組合物，所述組合物包含以下組分：聚乳酸樹脂和淀粉復(fù)合物；淀粉復(fù)合物與聚乳酸樹脂的重量比為1:99～50:50。

進(jìn)一步的，所述淀粉復(fù)合物與聚乳酸樹脂的重量比為2:98～40:60。

所述淀粉復(fù)合物包含淀粉接枝共聚物及成核劑；所述淀粉接枝共聚物與成核劑的重量比為100:(1～100)。

進(jìn)一步的，所述淀粉復(fù)合物中所含淀粉接枝共聚物與成核劑的重量比為100:(1～60)。

所述成核劑為有機(jī)成核劑和有機(jī)改性無機(jī)成核劑中的至少一種。

所述的一種耐熱聚乳酸組合物，其特征在于，所述的有機(jī)成核劑為酰胺化合物、酰肼化合物、磷酸金屬鹽類化合物、有機(jī)羧酸及其衍生物類化合物；所述的有機(jī)改性無機(jī)成核劑為經(jīng)過改性的滑石粉、蒙脫土、埃洛石或凹凸棒土。

所述的一種耐熱聚乳酸組合物，其特征在于，所述的酰胺化合物為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、TMC-328或CZ500等；所述的酰肼化合物為TMC-300、CHC-300、TMC-306等；所述的磷酸金屬鹽類化合物為苯基膦酸鋅(TMC-200)、SanulaterTMHK162、SanulaterTMHK160等；所述的有機(jī)羧酸及其衍生物類為2-氯苯甲酸鈉、叔丁基苯甲酸鋁、雙(對(duì)叔丁基苯甲酸)羥基鋁(Al-PTBBA)、β-萘甲酸鈉等。