[發(fā)明專利]一種高抗沖擊強度聚乳酸透明材料及其制備方法

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• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111673969A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 王志剛;王佳;張娟;王學會;李昆
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B29C43/02
• 分類號: B29C43/02;B29C55/04;B29K67/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本發(fā)明提供了一種高抗沖擊強度聚乳酸透明材料的制備方法，包括：S1)將聚乳酸成型，得到型坯；S2)將所述型坯在玻璃化溫度以上進行拉伸處理，冷卻固化，得到高抗沖擊強度聚乳酸透明材料。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在玻璃化溫度以上進行純聚乳酸材料的拉伸處理，在拉伸過程中其凝聚纏結網絡獲得重組，分子鏈沿拉伸方向取向排列，體系內部形成了高度取向的纖維化微結構，使其不需要添加任何助劑就能大幅度地增強并增韌聚乳酸材料，提高了材料的剛性和強度，該方法易于操作，容易實現(xiàn)；同時由于沒有添加任何彈性體，使得體系內部不存在相分離，進而使聚乳酸材料不僅具有透明性，而且展示了具有超高缺口抗沖擊強度的數(shù)值，因此具有很好的發(fā)展前景。

技術領域

本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種高抗沖擊強度聚乳酸透明材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著石油基資源的短缺、白色塑料不可降解性污染等問題的日益嚴峻，開發(fā)利用生物質來源的原料，制備具有可生物降解性的聚合物材料則受到人們的重視和廣泛關注。同時，由于材料科學的進步發(fā)展，現(xiàn)有功能性材料已不能滿足人類的實際需求。因此，研究開發(fā)高性能化的具有可降解性并且綜合性能也優(yōu)異的特種聚合物材料并擴展其應用領域是目前的主要發(fā)展趨勢。

聚乳酸是一種環(huán)境友好型的生物質來源的塑料，具有優(yōu)良的生物相容性、可加工性和可降解性等優(yōu)勢，有“綠色塑料”的美譽，近年來對其研究得到了越來越多的關注。然而，純聚乳酸材料仍存在著脆性大和耐熱性差的關鍵技術瓶頸問題，這就嚴重限制了純聚乳酸材料在各個領域的廣泛應用。因此，對聚乳酸材料的改性研究也日趨成為學科和應用研究熱點，尤其是對其進行的增韌改性研究更是廣泛開展著。

目前來看，國內外對聚乳酸的改性研究主要可以分為兩大類別：

第一類是通過化學法改性，即從分子鏈結構上進行改性，通過共聚、接枝、交聯(lián)等方法改變聚乳酸的分子鏈結構。有文獻報道了合成的聚乳酸-聚己內酯-聚乳酸多嵌段共聚物，其極限斷裂強度為32MPa，楊氏模量低至30MPa，斷裂伸長率遠高于600％(Cohn D,Salomon AH.Designing biodegradable multiblock PCL/PLA thermoplasticelastomers.Biomaterials,26(15),2297-2305(2005))，但是該方法制備的是彈性體軟材料；最近有文獻報道合成了兩類含聚乳酸的三嵌段共聚物，分別為聚乳酸-聚丙烯戊二酸-聚乳酸和聚乳酸-聚戊二酸庚二酸-聚乳酸共聚物，其中這兩類聚乳酸改性材料中最具塑性樣品的拉伸屈服強度和斷裂伸長率各自分別為26.8MPa和141％以及30.6MPa和379％(WeiZY,et al.ABA triblock copolyesters composed of poly(L-lactide)A hard blocks:Acomparative study of amorphous and crystalline aliphatic polyesters as B softblocks.Polymer Testing 83，106348(2020))，但是該方法制備的仍然是以塑性為主的彈性體材料，不具備抗沖擊性能測試的必要性。