增韌聚乳酸復(fù)合組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法，具體地，涉及一種增韌聚乳酸復(fù)合組 合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸是以生物資源為原料的化學合成生物降解高分子，擺脫了對石油資源的依 賴。除生物降解性外，它還具有透明度高、抗油性和染色性能好、可燃性低、對人體無毒害等 優(yōu)點，能進行各種成型加工，如擠出、吹膜、注塑、纖維成型等。因此，聚乳酸有著廣闊的應(yīng)用 前景，制備的各種薄膜、片材、纖維經(jīng)過熱成型、紡絲等二次加工后得到的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用 于服裝、包裝、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生用品等領(lǐng)域。
[0003] 盡管聚乳酸具有如上的優(yōu)點，但聚乳酸的結(jié)晶速率非常慢，熔體強度低，導(dǎo)致成型 加工過程困難；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，耐熱性差；在熔體加工過程中易降解，分子量及分子 量分布難于控制；質(zhì)脆硬，韌性差，缺乏柔性和彈性，抗擊強度小。這些缺點限制了聚乳酸材 料的應(yīng)用。
[0004] 為了改性聚乳酸的韌性，前人已經(jīng)做過一些工作，一般是采用共聚和共混的方法。 但共聚不及共混方法經(jīng)濟可行（蘇思玲.綠色塑料聚乳酸的增韌改性研究.[D];上海交 通大學，2010.)。共混方法通常分為彈性體改性制備部分降解的聚乳酸復(fù)合材料（如聚乳 酸與聚醋酸乙烯酯（宋霞，馮鈉，陳榮豐.聚乳酸/EVA共混材料力學性能研究[J].化 工新型材料，2009(9) : 116-119.)、聚氨酯（馮飛，葉林.聚乳酸/聚氨酯彈性體共混復(fù) 合材料結(jié)構(gòu)與性能研究[J].塑料工業(yè)，2009, 37(5) : 12-15.)等共混改性，和完全生物降 解的聚乳酸復(fù)合材料（如聚乳酸與聚己內(nèi)酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚（己二酸-對苯二甲 酸）丁二醇酯等），前者的缺點是不能完全降解，后者的相容性較差（王如寅.聚乳酸增韌 改性及其機理研究.[D];上海交通大學，2009.)。同時，本課題組也對聚乳酸增韌改性以 及其他改性研究，包括彈性體Ρ0Ε (方玲；李君；戚嶸嶸；Ρ0Ε增韌聚乳酸復(fù)合材料的研究， 工程塑料應(yīng)用，2009-06-10, 37(6)，5-8 ;)和 EVA(專利 CN201110287719. 4)增韌聚乳酸， SEBS接枝聚聚乳酸（專利CN200710038053. 2);納米粒子改性聚乳酸包括四氧化三鐵（專 利：CN201110383526.9)和硫化鋅（專利CN201010539193.X);生物可降解體系包括聚丁二 酸丁二醇酯（葉丹丹，陸佳琦，錢天悅，等..中國塑料，2012 (3) :23-27.)改性PLA和 淀粉改性PLA(劉建美，戚嶸嶸，羅宇，等.聚乙二醇對聚乳酸/糯米粉共混物性能的影 響[J].中國塑料，2012, 25(12) :63-66.)和松木粉改性PLA(王艷玲，戚嶸嶸，劉林波， 等.聚乳酸基木塑復(fù)合材料的相容性研究[J]工程塑料應(yīng)用，2008, 36(1) :20-23.專利 CN200710038053. 2)。這對擴大聚乳酸的增韌體系的范圍，開發(fā)出新的完全生物可降解聚乳 酸增韌體系有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種增韌聚乳酸復(fù)合組合物及其制 備方法。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] 第一方面，本發(fā)明涉及一種增韌聚乳酸復(fù)合組合物，所述復(fù)合組合物包括如下份 數(shù)的各組分：
[0008] 聚乳酸 75~95份， 聚異丁烯 4~20份， 聚異丁烯的接枝物 0.1~20份， 抗氧劑 0. 1~1份。
[0009] 優(yōu)選地，所述聚乳酸為乳酸或丙交酯的縮聚物。
[0010] 優(yōu)選地，所述丙交酯為3, 6-二甲基-2, 5-二酮-1，4二氧雜環(huán)乙烷。
[0011] 優(yōu)選地，所述聚異丁烯為低分子量的聚異丁烯，常溫下為液態(tài)，數(shù)均相對分子量為 350~3500。本發(fā)明采用低分子量的聚異丁烯作為改性劑，較其他增韌劑相比，其既能起到 增韌的作用，又不影響其降解性。該改性劑的主要作用是提高聚乳酸復(fù)合材料的韌性。
[0012] 優(yōu)選地，所述聚異丁烯的接枝物為聚異丁烯與丙烯酸接枝共聚物、甲基丙烯酸甲 酯接枝共聚物、馬來酸酐接枝共聚物或甲基丙烯酸縮水甘油酯接接枝共聚物的一種或者幾 種的混合。本發(fā)明采用聚異丁烯的接枝物為相容劑，其為低分子量聚異丁烯的接枝共聚物， 常溫下也表現(xiàn)為液體，該相容劑與聚異丁烯有良好的相容性，也有增韌效果，同時接枝單體 和聚乳酸有物理或者化學相互作用，相容性很好。該相容劑的主要作用是提高聚乳酸和聚 異丁烯復(fù)合體系的相容性。與常用的高分子相容劑相比，它的分子量低，可以改性聚乳酸的 同時也不失本發(fā)明復(fù)合組合物的降解性。
[0013] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、2, 6-二叔丁基-4-甲 基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯、四[β _(3, 5-二叔丁基-4羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、 β -(4-羥基苯基-3, 5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、4, 4'甲撐雙（2, 6-二叔丁基苯酚） 或Ν，Ν'_雙[3-(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酰]肼中的兩種或者兩種以上的混合物。 本發(fā)明選用的抗氧劑的主要作用為降低復(fù)合體系中各組分的降解，提高本發(fā)明復(fù)合材料的 使用周期，延長使用壽命。
[0014] 本發(fā)明采用的低分子量增韌劑，不影響其復(fù)合體系的降解性能，同時相容劑為增 韌劑的接枝共聚物，增韌劑和其接枝共聚物作為的相容劑協(xié)同使用，能夠很好的提高韌性， 且不影響降解性。
[0015] 第二方面，本發(fā)明還涉及前述的增韌聚乳酸復(fù)合組合物的制備方法，所述方法包 括如下步驟：
[0016] 步驟一，按著如下份數(shù)的各組分配料：
[0017] 聚乳酸 75~95份， 聚異丁烯 4~20份， 聚異丁烯的接枝物 0. 1~20份， 抗氧劑 1~1扮，·
[0018] 步驟二，將上述各組分放入高速混合機混合均勻，在溫度為160~180°C條件下進 行共混，即可得所述增韌聚乳酸復(fù)合組合物。
[0019] 優(yōu)選地，所述共混為熔融共混。
[0020] 優(yōu)選地，所述熔融共混為擠出、密煉或開煉中的一種或多種。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0022] 1.本發(fā)明采用低分子量液態(tài)聚異丁烯作為聚乳酸的增韌改性劑、接枝改性的液體 聚異丁烯的接枝物作為相容劑對聚乳酸進行增韌改性，使復(fù)合材料具有可生物降解、耐沖 擊和易成型等特點，通過調(diào)節(jié)各物質(zhì)的比例，控制工藝條件，制備韌性好的聚乳酸材料。
[0023] 2.本發(fā)明擴大聚乳酸增韌體系，制備的增韌聚乳酸復(fù)合材料具有既能完全生物降 解，又不增加成本的優(yōu)點，可用做通用材料，如服裝、包裝、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生用品等領(lǐng)域應(yīng)用。
[0024] 3.在本發(fā)明中采用低分子量的聚異丁烯為增韌劑，對聚乳酸具有良好的增韌效 果，促進各組分充分混合，使得復(fù)合材料具有生物可降解性；低分子量的聚異丁烯接枝共聚 物可提高聚乳酸和聚異丁烯的相容性。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0026] 本實施例1-7中采用的聚乳酸為乳酸或丙交酯的縮聚物，聚異丁烯為低分子量的 聚異丁烯，常溫下為液態(tài)，數(shù)均相對分子量為350~3500。
[0027] 實施例1
[0028] 本實施例涉及一種增韌聚乳酸復(fù)合組合物的制備方法，所述方法包括如下步驟：
[0029] 步驟一，按著如下份數(shù)的各組分配料：如表1所示：其中：聚乳酸為3, 6-二甲 基-2, 5-二酮-1，4二氧雜環(huán)乙烷；
[0030] 步驟二，將上述各組分放入高速混合機混合均勻，在溫度為170°C條件下進行共 混，即可得所述增韌聚乳酸復(fù)合材料。
[0031] 實施效果：該實施例中，得到的增韌聚乳酸材料斷裂強度為58. 2MPa，斷裂伸長率 為4.6%，沖擊強度為3.31/1112。
[0032] 實施例2
[0033] 本實施例涉及一種增韌聚乳酸復(fù)合組合物的制備方法，所述方法包括如下步驟： [0034] 步驟一，按著如下份數(shù)的各組分配料：如表1所示：其中：聚乳酸為乳酸；
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