[发明专利]一种提高聚乳酸抗冲击性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及改善聚乳酸脆性、提高抗冲性能的方法，特别涉及聚乳酸(PLA)/聚醚酯嵌段共聚物(TPEE)共混物，以及该共混物的制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种可降解成CO₂、H₂O的可生物降解的脂肪族聚酯，能有效降低白色污染而成为近年来的研究重点。由于聚乳酸具有与传统聚合物聚丙烯、聚乙烯等相近的力学性能、较好的热塑性、加工性能以及良好的生物相容性，因而被广泛地应用农业、生物及医药等众多领域。

但是在应用中PLA材料呈脆性，冲击性能差，限制了其在某些领域的应用。为了改善PLA的脆性提高PLA的韧性，目前已发展了包括化学方法如共聚，及物理方法如共混等多种方法。其中，共混由于易于操作、便于大规模工业化生产和应用而最受青睐。中国发明专利CN101168617报道了采用聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯增韧改性聚乳酸，大大提高了PLA的断裂伸长率，提高了10～300％；CN101333332采用丙烯酸酯类共聚增韧聚乳酸，使聚乳酸的冲击性能提高2倍左右。尽管这些发明专利将非生物降解聚合物弹性体的加入至PLA在一定程度上改善了PLA的抗冲击性能，然而，聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯酸酯类共聚物均较难以降解，导致聚乳酸共混物的应用受到限制。

聚醚酯嵌段共聚物因分子链上具有酯基和醚键，被认为是一种可生物降解的材料，部分产品也具有良好的生物相容性，同时，具有很高的韧性，因此是用来改善生物降解聚合物脆性的重要侯选对象。通过引入聚醚酯嵌段共聚物，可以提高PLA的韧性。目前，利用聚醚酯共聚物弹性体改善PLA韧性未见相关报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有聚乳酸脆性大的缺点，提供一种提高聚乳酸抗冲击性能的方法，以制备高韧性的PLA/TPEE共混物。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种提高聚乳酸抗冲击性能的方法：先将70～90wt％的聚乳酸均聚物和0～30wt％的聚醚酯嵌段共聚物混合均匀得到混合物，再进行熔融共混挤出、造粒。

作为优选，所述的聚乳酸均聚物的重均分子量为10～30万左右。作为本发明的进一步改进：先将70～90wt％的聚乳酸均聚物和0～30wt％的聚醚酯嵌段共聚物混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180～200℃下进行熔融共混挤出、造粒制得。

本发明中，所述的聚乳酸均聚物和聚醚酯嵌段共聚物均为市售产品。所述的聚醚酯嵌段共聚物弹性体由不同长度链段的聚乙二醇、聚四氢呋喃、对苯二甲酸和二元醇共缩聚而成。

当上述的聚醚酯嵌段共聚物在所述的共混物中的重量百分数为10wt％时，所得PLA/TPEE共混物的韧性明显提高；当聚醚酯嵌段共聚物在所述的共混物中的重量百分数等于30wt％时，所得PLA/TPEE共混物的韧性显著提高，而且部分样条仅发生部分断裂。本发明通过双螺杆挤出机将聚乳酸均聚物与聚醚酯嵌段共聚物共混，使聚醚酯嵌段共聚物能均匀分散于聚乳酸均聚物基体中，所得的PLA/TPEE共混物的韧性与纯PLA相比显著提高。

附图说明

图1为PLA均聚物与本发明实施例1～3的PLA/TPEE共混物的冲击强度随TPEE含量的变化图。

其中：Complete break指冲击测试的样条在测试时完全断裂；

      Partial break指冲击测试的样条在测试时部分断裂；

具体实施方式

本发明拟通过附图和下述实施例简单说明本发明的特点，但不能认为本发明仅仅限于以下实施例的内容。

实施例1

PLA均聚物为2002D和4032D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚醚酯嵌段共聚物由四川晨光塑胶有限责任公司提供。

以重量百分数计，将90份的PLA均聚物和10份的聚醚酯嵌段共聚物混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180～200℃下进行熔融共混，得到PLA与TPEE的共混物。

实施例2

PLA均聚物为2002D和4032D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚醚酯嵌段共聚物由四川晨光塑胶有限责任公司提供。

以重量百分数计，将80份的PLA均聚物和20份的聚醚酯嵌段共聚物混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180～200℃下进行熔融共混，得到PLA与TPEE的共混物。

实施例3