[发明专利]一种改善聚乳酸/聚醚酯嵌段共聚物挤出及提高抗冲击性能的方法

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/聚醚酯嵌段共聚物共混物挤出中易于出现胀大、挤出不均匀甚至断条及改善聚乳酸本身的脆性、提高抗冲性能即韧性的方法，特别涉及聚乳酸(PLA)/聚醚酯嵌段共聚物(TPEE)与马来酸酐在过氧化苯甲酰存在下在挤出过程中反应制得产品的方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种最终降解成CO₂、H₂O的可生物降解的脂肪族聚酯，可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、较好的热塑性与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。

但在应用中由于PLA材料呈脆性，冲击性能差，而受到限制。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。本申请人曾通过引入聚醚酯嵌段共聚物，可以大幅度提高PLLA的韧性。然而，在挤出过程中，当聚醚酯嵌段共聚物含量在15wt％以上时，挤出共混物存在挤出不均匀、胀大及至挤条不连续等问题。因此，利用在聚乳酸(PLA)/聚醚酯嵌段共聚物(TPEE)中加入马来酸酐(MAH)、在过氧化苯甲酰(DCP)作引发剂的情况下，在挤出过程中发生反应改善聚乳酸/聚醚酯共聚物弹性体共混物的挤出，同时提高共混物的韧性。目前，这一方法未见相关报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有聚乳酸/聚醚酯嵌段共聚物挤出共混中存在的缺点和聚乳酸脆性大的缺点，提供了一种改善聚乳酸/聚醚酯嵌段共聚物共混物挤出及提高聚乳酸抗冲击性能的方法，从而制备高韧性的聚乳酸/聚醚酯嵌段共聚物共混物。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种改善聚乳酸/聚醚酯嵌段共聚物共混物挤出及提高聚乳酸抗冲击性能的方法，先将聚乳酸、聚醚酯嵌段共聚物和马来酸酐及过氧化苯甲酰混合，再进行熔融共混反应挤出、造粒而成，所述聚乳酸、聚醚酯嵌段共聚物、马来酸酐、过氧化苯甲酰的组成和含量为：

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70～100wt％的聚乳酸均聚物和0～30wt％的聚醚酯嵌段共聚物、2wt％的马来酸酐和0.35wt％过氧化苯甲酰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℃下进行熔融共混反应挤出、造粒制得。

所述的聚乳酸均聚物、聚醚酯嵌段共聚物、马来酸酐和过氧化苯甲酰均为市售产品。其中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；所述的马来酸酐为分析纯；所述的过氧化苯甲酰为分析纯。

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/MAH/TPEE反应共混物易于挤出且提高韧性。当共混物中聚醚酯嵌段共聚物含量等于10wt％时，所得的PLA/MAH/TPEE反应共混物易于挤出且韧性提高有限；当共混物中聚醚酯嵌段共聚物含量等于20wt％时，所得的PLA/MAH/TPEE反应共混物易于挤出且韧性提高；当共混物中聚醚酯嵌段共聚物含量等于30wt％时，所得的PLA/MAH/TPEE反应共混物易于挤出且韧性与纯PLA相比显著提高。结果如图1所示。

附图说明

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

具体实施方式

本发明拟通过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