[发明专利]一种熔体自由基接枝长支链聚乳酸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物可降解高分子材料技术领域，尤其涉及一种熔体自由基接枝长支链聚乳酸及其制备方法。

背景技术

聚乳酸（PLA）是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其原料来源充分而且可以再生；而且聚乳酸的生产过程无污染、产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是一种重要的可生物降解的绿色高分子材料。虽然聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。但因为线性聚乳酸的结晶度低、结晶速率慢与熔体强度低，而限制了聚乳酸在工业上的应用。

本发明创新性的采用PETA多官能团单体，在过氧化物的存在下，与PLA进行熔体自由基反应引入长支链。这类方法生产工艺简单，可生成所要求的长支链结构，提高材料的结晶度，从而改善了材料的结晶性能和物理性能。目前，熔体自由基接枝长支链聚乳酸的专门研究偏少，本发明具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种熔体自由基接枝长支链聚乳酸及其制备方法，该长支链聚乳酸的制备方法简单易行，且使得制得的材料结晶性能和物理性能都得到了改善。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种熔体自由基接枝长支链聚乳酸，由以下组分按重量份制备而成：

聚乳酸(PLA)                           80份-100份

过氧化二异丙胺（DCP）                0.1份-0.5份

季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）             6份-10份

抗氧剂                                0.1份-0.5份。

所述的聚乳酸中L型质量百分比为96%、D型质量百分比为4%。

所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯按质量比为1：1混合而成。

本发明的另一个目的是提供上述一种熔体自由基接枝长支链聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚乳酸在50-80℃下干燥烘干24-28小时；

（2）按重量份将干燥处理后的聚乳酸与抗氧剂、季戊四醇三丙烯酸酯、过氧化二异丙胺，一起加入转速为100r/min高速混合机搅拌10～12分钟，形成混合物料；

（3）将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融、挤出造粒、水冷、切粒及干燥既得产品。

所述步骤（3）中的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温度70～100℃，二区温度120～180℃，三区温度170～230℃，四区温度170～230℃，五区温度170～230℃，六区温度170～240℃，机头温度170～200℃；螺杆转速180～300r/min。

本发明的有益效果有：

1、本发明在PLA中加入过氧化物DCP，由于DCP产生自由基，使得PLA主链上生成叔碳自由基；而由于叔碳自由基不稳定，PLA主链易断裂反应生成更多稳定的伯碳自由基，这种伯碳自由基是比较稳定，并可以与PLA主链继续反应生成支链结构。

2、由于PETA能提供反应活性更高且数量更多的C=C双键，而且间位阻很小，所以PLA主链易断裂生成的伯碳自由基容易与PETA单体进行接枝反应，其主要产物是更稳定的烯丙基自由基，从而形成带有多个支化点的长支链。

3、本发明制备的PLA是随着DCP及PETA的加入，使得PLA进行熔体自由基反应生成了长支链，提高了材料的结晶性能，材料的物理性能也随之而提高。

4、本发明的制备方法反应时间短，缩短了加工周期，更有利于PLA材料的工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。

实施例1 

（1）将PLA在50℃下干燥烘干24小时；

（2）将干燥处理后的PLA  80份与四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.05份、三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯0.05份、DCP 0.1份、PETA 6份，加入转速为100r/min高速混合机搅拌10分钟，形成混合物料；