高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法，屬于高分子材料領域。本發(fā)明提供一種高韌性聚乳酸基復合材料，所述復合材料的成分及其配比為：聚乳酸 90 重量份，聚乙二醇10重量份。本發(fā)明在聚乳酸中添加低分子量聚乙二醇，兩者按照一定配比，使得聚乳酸的斷裂伸長率大大提高。
【專利說明】
高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高韌性聚乳酸基復合材料及其制備方法，屬于高分子材料領域。
【背景技術】
[0002] 聚乳酸PLA是一種新型可降解材料，來源于植物淀粉發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸，經(jīng)化學轉(zhuǎn)化 而成。PLA作為一種生物相容且可降解的熱塑性脂肪族聚酯，具有高強度，高模量，低碳環(huán)保 等優(yōu)點。但是PLA結(jié)晶速度慢，導致加工產(chǎn)品強度不夠高，耐熱性能差，此外，PLA韌性差，在 常溫下是一種硬而脆的材料，很大程度上限制了 PLA的應用。針對上述問題，人們通過在聚 乳酸中添加填料，彈性體等來提高聚乳酸的性能，擴展其應用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種高韌性聚乳酸基復合材料，其是在聚乳酸中引入低分子量的聚乙 二醇(分子量為200)，從而較大地提高了聚乳酸材料的韌性。
[0004] 本發(fā)明的技術方案：
[0005] 本發(fā)明要解決的第一個技術問題是提供一種高韌性聚乳酸基復合材料，所述復合 材料的成分及其配比為:聚乳酸90重量份，聚乙二醇10重量份。
[0006] 所述聚乙二醇的重均分子量為200~4000。優(yōu)選為200。
[0007]所述高韌性聚乳酸基復合材料的斷裂伸長率為129~250%。
[0008] 本發(fā)明要解決的第二個技術問題是提供上述高韌性聚乳酸基復合材料的制備方 法:將聚乳酸、聚乙二醇在聚乳酸和聚乙二醇的熔點以上、熱分解溫度以下按照上述配比進 行熔融共混。
[0009] 進一步，所述高韌性聚乳酸基復合材料的制備方法包括如下步驟：
[001 0] 1)聚乳酸與聚乙二醇擠出造粒得聚乳酸/聚乙二醇共混料，其中，擠出溫度為：從 進料口到口模依次是90~110°C，110~130°C，130~150°C，140~160°C，145~165°C，145~ 165°C，135~155°C，擠出速度250~350r/min;
[0011] 2)聚乳酸/聚乙二醇共混料采用微注射成型，其中，注射壓力:60~120MPa，注射速 率:40~80mm/s。
[0012] 進一步，上述方法中，步驟2)中，所述微注射成型工藝中，所述注射溫度為155~ 170°C，模具溫度為20~30°C。
[0013] 本發(fā)明要解決的第三個技術問題是提供一種提高聚乳酸韌性的方法，即在聚乳酸 中加入聚乙二醇，聚乳酸與聚乙二醇的質(zhì)量比為9:1。
[0014] 進一步，所述聚乙二醇的重均分子量為200~4000。優(yōu)選為200。
[0015]所得高韌性聚乳酸基復合材料的斷裂伸長率為129~250%。
[0016] 進一步，采用上述提高聚乳酸韌性的方法所得聚乳酸基復合材料的斷裂伸長率為 250% 〇
[0017] 進一步，所述提高聚乳酸韌性的方法為:將聚乳酸、聚乙二醇在聚乳酸和聚乙二醇 的熔點以上、熱分解溫度以下按照上述配比進行熔融共混。
[0018] 更進一步，所述提高聚乳酸韌性的方法包括如下步驟：
[0019] 1)聚乳酸與聚乙二醇擠出造粒得聚乳酸/聚乙二醇共混料，其中，擠出溫度為：從 進料口到口模依次是90~110°C，110~130°C，130~150°C，140~160°C，145~165°C，145~ 165°C，135~155°C，擠出速度250~350r/min;
[0020] 2)聚乳酸/聚乙二醇共混料采用微注射成型，其中，注射壓力:60~120MPa，注射速 率:40~80mm/s。
[0021] 進一步，上述方法中，步驟2)中，所述微注射成型工藝中，所述注射溫度為155~ 170°C，模具溫度為20~30°C。
[0022]本發(fā)明的有益效果：
[0023]本發(fā)明在聚乳酸中添加低分子量聚乙二醇，兩者按照一定配比，使得聚乳酸的斷 裂伸長率大大提尚。
【附圖說明】：
[0024]圖1為實施例1-6和對比例所得PLA/PEG復合材料的應力-應變圖。
【具體實施方式】
[0025] 以下實施例只是幾種典型的實施方式，并不能起到限制本發(fā)明的作用，本領域的 技術人員可以參照實施例對技術方案進行合理的設計，同樣能夠獲得本發(fā)明的結(jié)果。
[0026] 實施例1
[0027] PLA和PEG按9:1的質(zhì)量比混合后在同向雙螺桿擠出機上擠出造粒，溫度范圍從進 料口到口模依次是100，120，140，150，155，155，145，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min。擠出后的樣品在 真空干燥箱中40 °C干燥8h。聚乳酸的重均分子量為5萬~20萬。
[0028]運用Babyplast 610P型微注射成型機制備拉伸樣條，樣條標距7mm，試樣厚度 0 · 5mm，試樣寬度3mm;其中，注塑工藝參數(shù)如下：計量位置：18mm，冷卻時間：20s，注射壓力： 80MPa，注射速率為60mm/s;開模行程:74mm，鎖模壓力：80MPa，各段溫度:塑化170 °C，注射室 165 °C，射嘴 155 °C，模溫25 °C。
[0029] 實施例2
[0030] PLA和PEG按9:1配方混合后在同向雙螺桿擠出機上擠出造粒，溫度范圍從進料口 到口模依次是（100，120，140，150，155，155，145)，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min。擠出后的樣品在真 空干燥箱中40°C干燥8h。
[0031]運用Babyplast 610P型微注射成型機制備拉伸樣條，樣條標距7mm，試樣厚度 0 · 5mm，試樣寬度3mm;注塑工藝參數(shù)如下:計量位置：18mm。冷卻時間：20s。注射壓力:60Mpa， 注射速率為40mm/s;開模行程:74mm，鎖模壓力:80MPa，各段溫度:塑化170 °C，注射室165 °C， 射嘴155°C，模溫25°C。
[0032] 實施例3
[0033] PLA和PEG按9:1配方混合后在同向雙螺桿擠出機上擠出造粒，溫度范圍從進料口 到口模依次是（100，120，140，150，155，155，145)，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min。擠出后的樣品在真 空干燥箱中40°C干燥8h。
[0034]運用Babyplast 610P型微注射成型機制備拉伸樣條，樣條標距7mm，試樣厚度 0 · 5mm，試樣寬度3mm;其中，注塑工藝參數(shù)如下：計量位置：18mm，冷卻時間：20s;注射壓力： 120MPa，注射速率為80mm/s;開模行程:74mm，鎖模壓力：80MPa;各段溫度:塑化170 °C，注射 室 165 °C，射嘴 155 °C，模溫25 °C。
[0035] 實施例4-6
[0036]具體制備方法和原料配比同實施例1，其使用的PEG的分子量800(實施例4)、2000 (實施例5 )、4000 (實施例6);所得應力-應變圖如圖1所示。
[0037] 對比例1-5
[0038] 具體制備方法同實施例2,原料配比如表1所示。
[0039]將實施例和對比例所得材料在萬能拉伸試驗機(UTM2203,深圳三思縱橫科技有限 公司）上測試其在2000N，拉伸速度為2mm/min下的應力-應變變化趨勢，所得力學性能如表1 所示。
[0040]表1實施例與對比例所得復合材料的力學性能
【主權項】
1. 高韌性聚乳酸基復合材料，其特征在于，所述復合材料的成分及其配比為： 聚乳酸90重量份，聚乙二醇10重量份。2. 根據(jù)權利要求1所述高韌性聚乳酸基復合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的重均分 子量為200~4000。3. 根據(jù)權利要求1或2所述高韌性聚乳酸基復合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的重 均分子量為200。4. 根據(jù)權利要求1或2所述高韌性聚乳酸基復合材料，其特征在于，所述高韌性聚乳酸 基復合材料的斷裂伸長率為129~250%。5. 權利要求1~4任一項所述高韌性聚乳酸基復合材料的制備方法，其特征在于，所述 制備方法為:將聚乳酸、聚乙二醇在聚乳酸和聚乙二醇的熔點以上、熱分解溫度以下熔融共 混。6. 根據(jù)權利要求5所述高韌性聚乳酸基復合材料的制備方法，其特征在于，所述高韌性 聚乳酸基復合材料的制備方法包括如下步驟： 1) 聚乳酸與聚乙二醇擠出造粒得聚乳酸/聚乙二醇共混料，其中，擠出溫度為：從進料 口到口模依次是90~110°C，110~130°C，130~150°C，140~160°C，145~165°C，145~165 °C，135~155°C，擠出速度250~350r/min; 2) 聚乳酸/聚乙二醇共混料采用微注射成型，其中，注射壓力：60~120MPa，注射速率： 40~80mm/s〇7. 根據(jù)權利要求6所述高韌性聚乳酸基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中， 所述微注射成型工藝中，所述注射溫度為155~170°C，模具溫度為20~30°C。8. -種提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，在聚乳酸中加入聚乙二醇，其中，聚乳酸 與聚乙二醇的質(zhì)量比為9:1。9. 根據(jù)權利要求8所述提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，所述聚乙二醇的重均分子 量為200~4000;優(yōu)選為200。10. 根據(jù)權利要求8或9所述提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，所述提高聚乳酸韌性 的方法為:將聚乳酸、聚乙二醇在聚乳酸和聚乙二醇的熔點以上、熱分解溫度以下熔融共 混； 進一步，所述提高聚乳酸韌性的方法包括如下步驟： 1) 聚乳酸與聚乙二醇擠出造粒得聚乳酸/聚乙二醇共混料，其中，擠出溫度為：從進料 口到口模依次是90~110°C，110~130°C，130~150°C，145~165°C，135~155°C，擠出速度 250~350r/min; 2) 聚乳酸/聚乙二醇共混料采用微注射成型，其中，注射壓力：60~120MPa，注射速率： 40~80mm/s〇
【文檔編號】C08L71/02GK105885374SQ201610509146
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】李倩, 王市偉, 張劍鳴, 馬帥江, 喬玉輝, 劉夢濤, 張琰焜, 龐文博
【申請人】鄭州大學