專利名稱：改性聚乳酸及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚合物共混改性技術(shù)領(lǐng)域，涉及高分子材料改性，特別是涉及改性聚乳酸及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚乳酸(PLA)分為線性聚乳酸、星狀聚乳酸和梳狀支化聚乳酸，其單體是乳酸，而乳酸一般是以含淀粉的小麥、稻谷、玉米以及甜菜等農(nóng)作物為原料發(fā)酵生產(chǎn)而成，所以PLA 的原料來源廣泛，不受石油資源枯竭的影響。PLA可在環(huán)境中自然降解成乳酸小分子或水和二氧化碳，不產(chǎn)生白色污染，有利于環(huán)境保護(hù)。因此，PLA材料從制備、應(yīng)用到用后處理可形成完整的材料循環(huán)，是一種具有可持續(xù)發(fā)展特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊的環(huán)境友好生物降解高分子材料。聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，降解產(chǎn)物無毒，所以可以在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中用做藥物緩釋載體、外科植入材料、骨折固定材料、手術(shù)縫合線以及組織工程支架。此外，PLA也因其較好的機(jī)械強(qiáng)度、彈性模量和熱成型性，可以作為通用塑料用于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，如農(nóng)用薄膜、食品容器、生活垃圾袋和一次性飯盒等。但是性脆、抗沖擊性差及熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)大大限制了 PLA的應(yīng)用。為了改善聚合物的性能，一般會(huì)采用共聚或共混的方法。共聚改性的生產(chǎn)工藝和反應(yīng)條件較為復(fù)雜，而共混改性則較為簡(jiǎn)單易行且成本低廉。目前用以PLA共混改性的材料很多，但依然存在缺陷。如通過加入鄰苯二甲酸二苯酯(DOP)、亞磷酸三苯酯(TPPi)、癸二酸二丁酯(DBQ等小分子增塑劑可以提高PLA的韌性，但是小分子增塑劑在加工和使用過程中會(huì)遷移出材料，從而降低材料性能，并影響材料的生物相容性。中國專利CN791982 公開了聚甲醛(POM)與聚乳酸混合，并加入抗沖改性劑以提高混合物的抗沖擊性能的方案。中國專利CN101168617A公開了聚乳酸與共聚酯混合以提高其韌性的方案。一方面，這些方案所選高分子添加劑非天然形成，能耗大。另一方面，雖然都在一定程度上提高了 PLA 的抗沖擊性或韌性，但卻無法改善其熱穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改性聚乳酸及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的制備改性聚乳酸的方法，包括如下步驟將聚乳酸與環(huán)氧化天然橡膠溶于有機(jī)溶劑中混勻后成膜，待所述有機(jī)溶劑揮發(fā)后進(jìn)行干燥，干燥完畢后得到共混物，將所述共混物退火，得到所述改性聚乳酸。該方法中，所述環(huán)氧化天然橡膠結(jié)構(gòu)式如式I所示，
權(quán)利要求
1.一種制備改性聚乳酸材料的方法，包括如下步驟將聚乳酸與環(huán)氧化天然橡膠溶于有機(jī)溶劑中混勻后成膜，待所述有機(jī)溶劑揮發(fā)后進(jìn)行干燥，干燥完畢后得到共混物，將所述共混物退火，得到所述改性聚乳酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述聚乳酸為線型聚乳酸、星狀聚乳酸或梳狀支化聚乳酸；所述環(huán)氧化天然橡膠結(jié)構(gòu)式如式I所示，
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述聚乳酸與所述環(huán)氧化天然橡膠的重量比為 40-99 1-60，優(yōu)選 80-95 5-20
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述干燥步驟中，溫度為20-60°C， 優(yōu)選300C，真空度為-0. 1 -0. 02MPa,優(yōu)選-0. IMPa ；所述退火步驟中，溫度為60-160°C，優(yōu)選65-120°C，退火時(shí)間為0_10小時(shí)，優(yōu)選0_5小時(shí)。
5.一種制備改性聚乳酸材料的方法，包括如下步驟將聚乳酸與環(huán)氧化天然橡膠混勻后熔融擠出，得到共混物，將所述共混物退火，得到所述改性聚乳酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述聚乳酸為線型聚乳酸、星狀聚乳酸或梳狀支化聚乳酸；所述環(huán)氧化天然橡膠結(jié)構(gòu)式如式I所示，
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述聚乳酸與所述環(huán)氧化天然橡膠的重量比為 40-99 1-60，優(yōu)選 80-95 5-20
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的方法，其特征在于所述熔融擠出步驟中，溫度為 170-300°C，優(yōu)選 180-2800C ；所述退火步驟中，溫度為60-160°C，優(yōu)選65-120°C，退火時(shí)間為0_10小時(shí)，優(yōu)選0_5小時(shí)。
9.權(quán)利要求1-4任一所述方法制備得到的改性聚乳酸或權(quán)利要求5-8任一所述方法制備得到的改性聚乳酸。
10.權(quán)利要求9所述改性聚乳酸在制備醫(yī)用材料、服裝或組織工程支架材料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性聚乳酸及其制備方法與應(yīng)用。該改性聚乳酸的制備方法為將聚乳酸與環(huán)氧化天然橡膠用溶液共混法或熔融擠出法進(jìn)行反應(yīng)，得到共混物，將所述共混物退火，得到所述改性聚乳酸。該方法以可生物降解的聚乳酸為原料，用溶液共混或熔融擠出法添加天然彈性體NR或ENR，通過控制NR/ENR的含量及環(huán)氧化度、熔融擠出溫度、退火溫度及退火時(shí)間等調(diào)控PLA的結(jié)晶度、交聯(lián)度及相分離情況，大大地彌補(bǔ)了PLA韌性差的弱點(diǎn)，并提高了其熱穩(wěn)定性，使其加工性能得到提高。該方法為調(diào)控PLA的性能提供了一種新的選擇，且具有工藝簡(jiǎn)單、易于操作及在生產(chǎn)中易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08J3/24GK102250451SQ20101017869
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者甘志華, 蔣妮 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所