一種高韌性聚乳酸基復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料科學(xué)中的高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種利用彈性體制備出高韌 性聚乳酸基復(fù)合材料的方法。根據(jù)本發(fā)明所制備的PLA基復(fù)合材料，解決了傳統(tǒng)PLA斷裂 伸長率低、韌性低且增韌組分在材料體系內(nèi)分散型差的問題。本發(fā)明所涉及的方法操作簡 單、制備材料的性能可控性強(qiáng)，適用于實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，本材料是一種高韌性聚乳 酸基復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高分子材料的發(fā)展，石油基高分子材料在人類生活和工作中得到廣泛的應(yīng) 用。但這些材料來源不可再生資源，而且在自然環(huán)境中難以降解，造成生態(tài)環(huán)境惡化和資源 緊缺，不符合人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，給人類帶來危害。近年來，來源于可再生資源的可為 生物降解材料引起人們廣泛的注意。
[0003] 聚乳酸是以生物資源為原料，通過化學(xué)合成方法的可降解的線性脂肪族聚酯，它 來源于可再生資源，具有良好的生物相容性、降解性，較高的拉伸強(qiáng)度和壓縮模量，因此聚 乳酸被認(rèn)為是石油基塑料的代替品：將其應(yīng)用于通用塑料領(lǐng)域，對于減小環(huán)境污染、節(jié)省石 油資源以及減輕地球溫室效應(yīng)方面具有十分重要的意義。石油資源短缺及環(huán)境污染嚴(yán)重促 進(jìn)了非石油基綠色可降解高聚物的發(fā)展與應(yīng)用。聚乳酸是一種集生物降解性、生物可吸收 性于一體的綠色熱塑性聚酯，具有較好的力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量和熱成型性，降解產(chǎn)物能滲入 人體代謝，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、藥學(xué)、農(nóng)業(yè)、包裝業(yè)、服務(wù)行業(yè)等領(lǐng)域，被認(rèn)為是迄今為止最有 市場潛力的可降解聚合物。然而，與其他高分子材料相同，沖擊強(qiáng)度較低限制了聚乳酸在航 空。電子、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用，為此開發(fā)具有較高韌性的綠色環(huán)保聚乳酸顯得尤為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為解決聚乳酸力學(xué)性能較差而提供的一種聚乳酸增韌改性方法 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)解決方案為聚乳酸增韌改性方法，將聚乳酸樹脂、彈性體、熱穩(wěn)定 劑按比列混合并干燥，使干燥后的共混物的基體含水率低于50ppm，然后采用熔融擠出的方 法將共混物注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣件，其特征在于增韌彈性體的熔點(diǎn)在170°C -200°C之間，彈性體 的用量占聚乳酸基體用量的10%_20%，熔融擠出溫度160°C -215°C。
[0005] -種高韌性聚乳酸基復(fù)合材料的組分和重量組分?jǐn)?shù)配比為：聚乳酸80-90份、彈 性體增韌劑10-20份以及熱穩(wěn)定劑0. 01-5份。
[0006] 所述的聚乳酸的數(shù)均分子量為12-20萬 所述的彈性體為POE、EPDM、SEBS及ABS中的一種或幾種，彈性體的添加量為總質(zhì)量的 10%-20%〇
[0007] 所述的接枝物基團(tuán)選取的是馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯、縮水甘油基異丁 酸酯中的一種或幾種。
[0008] 所述的熱穩(wěn)定劑，如四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇、三（2,4_二叔丁基 苯基）亞磷酸酯以及（2,4_二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯的一種或幾種。
【具體實(shí)施方式】 [0009] 實(shí)施例一 PLA 100 份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 首先將PLA、接枝彈性體、以及熱穩(wěn)定劑放在真空干燥箱中80°C真空干燥5小時，進(jìn)而 去除水分，將混合好的物料由料斗加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)刀冷 卻干燥、造粒、均化，其中料筒溫度設(shè)為：前段170_180°C，中段190-200°C，后段200-2KTC， 螺桿長徑比35,機(jī)頭溫度195-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速150-200rmp/min。
[0010] 實(shí)施例二 PLA 100 份 POE-g-MAH 15 份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 工藝條件如實(shí)施例一 實(shí)施例三 PLA 100 份 POE-g-MAH 20 份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 工藝條件如實(shí)施例一 實(shí)施例四 PLA 100 份 E-MA-GMA 15 份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 工藝條件如實(shí)施例一 實(shí)施例五 PLA 100 份 E-MA-GMA 20 份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 工藝條件如實(shí)施例一 實(shí)施例六 PLA 100 份 POE接枝縮水甘油異丁酸酯 15份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 工藝條件如實(shí)施例一 實(shí)施例七 PLA 100 份 POE接枝縮水甘油異丁酸酯 20份 熱穩(wěn)定劑 〇. 5份 工藝條件如實(shí)施例一 性能測試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制備高韌性聚乳酸基復(fù)合材料方法，是通過添加彈性體接枝物、熱穩(wěn)定劑，與聚 乳酸共混，其特征重量比配方為：PLA: 80-90份，增韌劑：10-20份，熱穩(wěn)定劑0.01-5份。2. -種制備高韌性聚乳酸基復(fù)合材料方法，所述的彈性體增韌PLA復(fù)合材料，其PLA 樹脂基體的分子量選取為12 X IO6的聚乳酸樹脂，占總體質(zhì)量的80%-90%。3. -種制備高韌性聚乳酸基復(fù)合材料方法，所述的彈性體增韌PLA復(fù)合材料，彈性體 選取的是POE、EPDM、SEBS及ABS中的一種或幾種，彈性體的添加量為總質(zhì)量的10%-20%。4. 一種制備高韌性聚乳酸基復(fù)合材料方法，所述的彈性體增韌PLA基復(fù)合材料，接枝 物集團(tuán)選取的是馬來酸酐，甲基丙烯酸縮水甘油酯、縮水甘油基異丁酸酯中的一種或幾種。5. -種制備高韌性聚乳酸基復(fù)合材料方法，所述的相關(guān)熱穩(wěn)定劑，如四[3-(3,5_二叔 丁基）丙酸]季戊四醇、三（2,4_二叔丁基苯基）亞磷酸酯以及雙（2,4_二叔丁基苯基）季 戊四醇二亞磷酸酯的一種或幾種。6. -種制備高韌性聚乳酸基復(fù)合材料方法，所述的高韌性聚乳酸基復(fù)合方法，其生 產(chǎn)工藝包括以下步驟：按配比將聚乳酸、彈性體、熱穩(wěn)定劑通過高速混合機(jī)混合3-5分鐘， 然后通過雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)置為一區(qū)：170-180°C，二區(qū)：175-185°C， 三區(qū)：180-190°C，四區(qū)：180-200°C，五區(qū)：185-195°C，六區(qū)：190-200°C，七區(qū)：195-205°C， 八區(qū)：200-210 °C，九區(qū)：200-210 °C，十區(qū)：200-210 °C，機(jī)頭：195-205 °C，主機(jī)轉(zhuǎn)速 150-250rpm，輔機(jī)轉(zhuǎn)速 7-15rmp。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高韌性聚乳酸基復(fù)合材料，由下述組分按重量份組成：聚乳酸樹脂80-90份，增韌彈性體10-20份，熱穩(wěn)定劑0.01-5份，將基體聚乳酸樹脂與增韌彈性體和熱穩(wěn)定劑通過高速混合機(jī)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出均勻的粒料，本發(fā)明材料易得，生產(chǎn)工藝簡單，有效的改善了聚乳酸的韌性，材料的斷裂伸長率由聚乳酸原料的5%增至180%，材料的缺口沖擊強(qiáng)度由原料的3.0KJ/m2提示至41.6KJ/m2，解決了聚乳酸的脆性嚴(yán)重不足的問題，進(jìn)而拓展了聚乳酸在汽車、電子、居家裝飾和建筑材料等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。
【IPC分類】C08L67/04, B29C47/92, C08L51/06, C08L51/00
【公開號】CN104974487
【申請?zhí)枴緾N201410145345
【發(fā)明人】吳長城, 劉德寧, 馬俊杰
【申請人】四川鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月12日