[发明专利]一类抗冲击聚乳酸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高抗冲聚乳酸及其制备方法，涉及采用环氧化橡胶对聚乳酸进行增 韧改性，属于高分子材料改性技术领域。

背景技术

聚乳酸是一种已经商业化生产的热塑性材料，原料来源可再生，具有良好的生 物相容性和可生物降解性，在人体及自然环境中能够逐步降解，最终分解成二氧化 碳和水。聚乳酸是将来最有希望替代传统石油基高分子材料的一种生物材料，广泛 应用于医疗、药学、农业、包装等领域。聚乳酸具有较高的强度与模量，但聚乳酸 的韧性较差，在要求具有一定柔韧度的应用领域中受到限制。

为了提高其韧性从而拓宽其使用范围，近些年来基于其增韧改性的工作开展得 如火如荼。相对于合成新的生物可降解材料以得到优异的性能，采用增韧橡胶通过 密炼共混接枝的方法对聚乳酸增韧的方法更为经济方便。

发明内容

本发明的目的是提供一类抗冲击聚乳酸及其制备方法，采用环氧化橡胶通过密 炼共混接枝的方法对聚乳酸进行增韧改性，抗冲击聚乳酸是聚乳酸和环氧化橡胶的 接枝聚合物。

本发明的技术方案为：

一类抗冲击聚乳酸，该抗冲击聚乳酸是聚乳酸和环氧化橡胶的接枝聚合物，以 抗冲击聚乳酸质量为100份计，抗冲击聚乳酸中各组分比例为：环氧化烯橡胶的质 量分数为5-30份，聚乳酸的质量分数为70-95份。

所述的聚乳酸选自L-聚乳酸、D-聚乳酸、DL-聚乳酸中的一种或几种的混合物； 聚乳酸可以是聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物中的一种或几种的混合物；聚乳酸的数 均分子量为5-50万，优选为10-30万。

所述的环氧化橡胶选自环氧化聚丁二烯橡胶、环氧化聚异戊二烯橡胶、环氧化 丁二烯/异戊二烯共聚物橡胶、环氧化丁二烯/苯乙烯共聚物橡胶、环氧化苯乙烯/ 异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶中的一种或几种的混合物，环氧化橡胶的环氧化度摩 尔百分比为3-60％，优选为5-35％；环氧化橡胶的数均分子量为5-80万，优选为 10-30万；环氧化橡胶具有线形结构或星形结构；优选环氧化聚丁二烯橡胶，可选 自环氧化线形聚丁二烯橡胶和环氧化星形聚丁二烯橡胶中的一种或几种的混合物。

上述一类抗冲击聚乳酸的制备方法具体为：将聚乳酸和环氧化橡胶在密炼机内 密炼5-20min，密炼温度为170-200℃，转矩为40-80rpm，以抗冲击聚乳酸质量为 100份计，其中聚乳酸质量分数为70-95份，环氧化橡胶质量分数为5-30份，环氧 化橡胶的环氧化度摩尔百分比为5-55％，得到抗冲击聚乳酸。

环氧化橡胶采用经典的甲酸/过氧化氢原位过氧甲酸法制备，基础胶的环氧化方 法及环氧化橡胶的环氧化度测试方法参见文献：张红霞，丁二烯/异戊二烯/苯乙烯 星形梳状高支化聚合物的研究，大连理工大学博士学位论文(2009)；D-聚乳酸和 DL-聚乳酸的制备方法参见文献：宋平，聚乳酸结晶和熔融行为及成核剂调控结晶 研究，大连理工大学博士学位论文(2014)。

本发明具有以下优点：聚乳酸抗冲击性能显著提高，通过环氧化橡胶接枝改性 聚乳酸，橡胶用量少、韧性提高大，抗冲击聚乳酸表现为明显的韧性断裂，聚乳酸 可生物降解的特征得到很好地保持；密炼接枝增韧方法设备简单、高效易行，生产 成本低廉，具有较高的推广应用价值。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述。

实施例1

取L-聚乳酸(美国Natureworks公司产品4032D)90份，环氧化星形聚丁二烯 橡胶(基础胶为日本旭化成公司产品720AX，环氧化度摩尔百分比为21％)10份， 将聚乳酸和环氧化橡胶一起在密炼机中密炼10min，密炼温度为175℃，转矩为 40rpm，得到抗冲聚乳酸材料，Izod冲击强度为384J/m，断裂伸长率为158.4％。 相比而言，L-聚乳酸4032D的Izod冲击强度仅仅为29.9J/m，断裂伸长率为3.5％； 而L-聚乳酸4032D在相同配比条件下与日本旭化成公司产品720AX共混改性，得 到增韧产品的Izod冲击强度仅为74.1J/m，断裂伸长率为28.1％；可见，采用环氧 化的720AX聚丁二烯橡胶增韧效果更为显著。

实施例2