專利名稱：一種采用天然橡膠增韌改性聚乳酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚乳酸共混改性，尤其涉及采用天然橡膠對聚乳酸進行增韌改性，屬于聚合物共混改性技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)日新月異的更新，高分子材料也得到了快速的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為應用最為廣泛的材料。但是，大量的使用后的廢棄物在自然環(huán)境中難以降解，給生態(tài)環(huán)境造成日益嚴重的污染。近年來，隨著人們環(huán)境保護意識的增強，發(fā)展可生物降解材料是解決這一環(huán)境污染的一個重要途徑。所有，世界各國對可生物降解材料予以越來越多的關(guān)注。聚乳酸(PolylaCtide，PLA)是一種已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)的熱塑性聚酯塑料，原料來源可再生，具有良好的生物相容性并可生物降解，在人體及自然環(huán)境中能夠逐步降解，最終分解成二氧化碳和水。因此，聚乳酸工業(yè)前景看好，可替代傳統(tǒng)的石油基高分子材料，廣泛應用于醫(yī)療、藥學、農(nóng)業(yè)、包裝等領(lǐng)域。但是，聚乳酸存在韌性差、加工溫度范圍窄、原料成本高等缺陷，在要求具有一定的柔軟度的應用領(lǐng)域中的應用受到限制。為了使聚乳酸具有更加廣闊的應用前景，出現(xiàn)了包括成型工藝、共聚改性、共混改性等用于改善聚乳酸力學性能的方法(Anderson KS, Schreck KM, Hillmyer MA. Toughening Polylactide. Polym Rev 2008; 48: 85)。中國專利CN 1367189 A利用自由基接枝的方法將聚乙烯醇、丙烯酸等接枝到聚乳酸的主鏈上，明顯改善了聚乳酸的韌性。但是，這種方法屬于化學改性，存在工藝復雜，成本較高等缺點。中國專利CN 03117482. 5涉及一種含有2-15%醫(yī)用增塑劑的聚乳酸組合膜。但是，增塑劑耐遷移性差，改性效果不理想。中國專利CN 1701082公開了聚甲醛與聚乳酸混合，并加入抗沖改性劑以提高混合物的抗沖擊性能的技術(shù)方案。該方案改善了聚乳酸的抗沖擊性能，但由于添加劑用量過大，勢必影響最終產(chǎn)品的降解性能，從材料的可降解性來說還存在不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種采用天然橡膠對聚乳酸進行增韌改性的方法。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明以外，均為重量分數(shù)
首先將聚乳酸70-95份，天然橡膠5-30份進行干燥處理，使干燥后的聚乳酸和天然橡膠含水率低于50 ppm0將干燥的聚乳酸和天然橡膠在密煉機內(nèi)密煉3-5 min，密煉溫度為160-190 °C，轉(zhuǎn)速為50-80 rpm。再向混合體系內(nèi)加入過氧化物0. 2-1份，繼續(xù)密煉5_7 min0即可得到增韌聚乳酸材料。所述聚乳酸可以是聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物、聚乳酸均聚物與聚乳酸共聚物的共混物、聚乳酸立構(gòu)復合物(stereocomplex)、聚乳酸立構(gòu)復合物與聚乳酸均聚物或聚乳酸共聚物的共混物。為了保證聚乳酸材料的強度，優(yōu)選具有較強結(jié)晶性的聚乳酸。所述天然橡膠中聚異戊二烯含量高于90 wt%0所述過氧化物可以是過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰等。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、通過添加過氧化物可以明顯提高天然橡膠對聚乳酸的增韌效果，使聚乳酸表現(xiàn)為明顯的韌性斷裂；且天然橡膠用量低，能夠充分發(fā)揮聚乳酸可生物降解的優(yōu)點。2、所用天然橡膠來源不受石油、煤炭等不可再生資源限制。3、配方簡單，混合過程在常規(guī)的密煉機上即可實現(xiàn)，不需借助其他特殊設(shè)備，操作過程簡便易行，生產(chǎn)成本低廉，具有推廣應用價值。


圖1為聚乳酸、聚乳酸/天然橡膠共混物和聚乳酸/天然橡膠/過氧二異丙苯共混物的應力-應變曲線，其中聚乳酸/天然橡膠共混物中聚乳酸為95份，天然橡膠為5份； 聚乳酸/天然橡膠/過氧二異丙苯共混物中聚乳酸為95份，天然橡膠為5份，過氧二異丙苯為0. 2份(注意總份數(shù)為100份)。從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明方法制備的增韌聚乳酸材料(聚乳酸/天然橡膠/過氧二異丙苯共混物)發(fā)生了明顯的韌性斷裂，韌性明顯增強。具體實施方法
下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例1
取干燥過的聚乳酸95份，天然橡膠5份，含水率低于50 ppm0將聚乳酸和天然橡膠一起在密煉機內(nèi)密煉3 min，密煉溫度為170 °C，轉(zhuǎn)矩為60 rpm。再向混合體系添加0. 2份過氧化二異丙苯，繼續(xù)密煉7 min,即可得到增韌聚乳酸材料。實施例2:
取干燥過的聚乳酸90份，天然橡膠10份，含水率低于50 ppm0將聚乳酸和天然橡膠一起在密煉機內(nèi)密煉4 min，密煉溫度為160 °C，轉(zhuǎn)矩為70 rpm。再向混合體系添加0. 5份過氧化二異丙苯，繼續(xù)密煉6 min，即可得到增韌聚乳酸材料。實施例3:
取干燥過的聚乳酸80份，天然橡膠20份，含水率低于50 ppm0將聚乳酸和天然橡膠一起在密煉機內(nèi)密煉4 min，密煉溫度為180 °C，轉(zhuǎn)矩為80 rpm。再向混合體系添加0. 8份過氧化十二酰，繼續(xù)密煉6 min,即可得到增韌聚乳酸材料。實施例4:
取干燥過的聚乳酸70份，天然橡膠30份，含水率低于50 ppm0將聚乳酸和天然橡膠一起在密煉機內(nèi)密煉5 min，密煉溫度為190 °C，轉(zhuǎn)矩為50 rpm。再向混合體系添加1份過氧化二苯甲酰，繼續(xù)密煉5 min,即可得到增韌聚乳酸材料。
權(quán)利要求
1.一種聚乳酸增韌改性方法，其特征在于以天然橡膠為增韌劑，過氧化物作為引發(fā)劑；首先將聚乳酸和天然橡膠進行干燥，使含水率低于50 ppm;將70-95份的聚乳酸和5-30 份的天然橡膠在密煉機內(nèi)密煉3-5 min，密煉溫度為160-190 °C，轉(zhuǎn)矩為50-80 rpm;再向混合體系內(nèi)加入0. 2-1份過氧化物，繼續(xù)密煉5-7 min,即可得到增韌聚乳酸材料。
2.如權(quán)利要求1所述聚乳酸增韌改性方法，其特征在于聚乳酸可以是聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物、聚乳酸均聚物與聚乳酸共聚物的共混物、聚乳酸立構(gòu)復合物 (stereocomplex)、聚乳酸立構(gòu)復合物與聚乳酸均聚物或聚乳酸共聚物的共混物。
3.如權(quán)利要求1所述聚乳酸增韌改性方法，其特征在于天然橡膠中聚異戊二烯含量高于90 wt%。
4.如權(quán)利要求1所述聚乳酸增韌改性方法，其特征在于過氧化物可以是過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰等。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚乳酸增韌改性的方法。采用天然橡膠作為增韌劑獲得增韌聚乳酸體系。以過氧化物為引發(fā)劑引發(fā)體系產(chǎn)生交聯(lián)，增強天然橡膠對聚乳酸的增韌效果。所述增韌聚乳酸體系中，聚乳酸為70-95份，天然橡膠為5-30份，過氧化物引發(fā)劑為0.2-1份。通過密煉可以獲得增韌聚乳酸材料。本發(fā)明可以明顯提高聚乳酸的韌性，且工藝簡單，成本低廉，具有推廣應用價值。
文檔編號C08L7/00GK102276965SQ20111017331
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月25日
發(fā)明者張春梅, 江龍, 淡宜, 潘永皓, 王維維, 黃云 申請人:四川大學