[发明专利]一种增韧增强聚乳酸及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种增韧增强聚乳酸，所述增韧增强聚乳酸，由包括以下重量分数的原料熔融共混得到：聚乳酸75～95份，环氧化天然橡胶3～20份，乳酸‑纳米二氧化钛接枝物2～5份。所述增韧增强聚乳酸的制备方法包括：将干燥的聚乳酸原料、环氧化天然橡胶和乳酸‑纳米二氧化钛接枝物熔融共混，熔融共混的温度为150～170℃，熔融共混时间为5～15min。本申请提供的增韧增强聚乳酸能够同时提高聚乳酸的韧性和强度。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种增韧增强聚乳酸及其制备方法和应用。

背景技术

聚乳酸(PLA)是以生物资源为原料、通过化学合成而来的可生物降解高分子，具有优异的物理机械性能和良好的生物相容性，已广泛地应用于包装材料、农用地膜、纺织品和医用材料等领域。然而，聚乳酸的玻璃化转变温度较高，常温下处于玻璃态，断裂伸长率低于10％，冲击强度和拉伸韧性都较低，是一种脆性材料，不适用于要求材料在较高应力下能发生塑性变形的场合。为此，现有技术采取了各种手段尝试提高聚乳酸的韧性。其中，将PLA与其它增塑剂或高分子共混以提高PLA的韧性，是研究的最多并且最有效的方法。然而，采用增塑剂或高分子共混对PLA增韧的同时，其模量、强度和耐热性往往会降低。如何在增韧的同时提高强度，是高分子材料科学研究中的难题之一。

天然橡胶(NR)来源于橡胶树中提取出的胶乳，具有优异的韧性、生物相容性和生物降解性，并且由于其资源可再生和生物质来源的特性，被认为是增韧PLA的理想高分子材料。现有技术中，中国发明专利ZL201110173286.X中采用接枝改性天然橡胶可以有效提高PLA的韧性，但同时也会降低聚乳酸的强度。Desa等(Journal ofApplied PolymerScience,2016,133(48)：44344)制备了PLA/NR/碳纳米管(CNT)三元共混物。共混物的断裂伸长率相比于纯PLA有所提高，但拉伸强度和杨氏模量均明显降低，还是存在增韧不增强的问题。

因此，现有技术公开的天然橡胶改性PLA并不能够同时实现增韧增强PLA，获得兼具高强、高韧综合性能优良的PLA材料。

发明内容

为了解决本领域存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种增韧增强聚乳酸，以及制备增韧增强聚乳酸的方法。

本发明提供了一种增韧增强聚乳酸，所述增韧增强聚乳酸，由包括以下重量分数的原料熔融共混得到：

聚乳酸 75～95份

环氧化天然橡胶 3～20份

乳酸-纳米二氧化钛接枝物 2～5份。

优选的，所述增韧增强聚乳酸，由包括以下重量份数的原料熔融共混得到：

聚乳酸 80～90份

环氧化天然橡胶 5～18份

乳酸-纳米二氧化钛接枝物 3～4份。

优选的，所述环氧化天然橡胶的环氧度为10％～50％。

所述乳酸-纳米二氧化钛接枝物的乳酸接枝量为30％～65％。

优选的，所述环氧化天然橡胶的制备方法包括如下步骤：在甲酸存在的条件下，采用过氧化氢水溶液将天然胶乳氧化，得到环氧化天然胶乳；将所述环氧化天然胶乳干燥，得到环氧化天然橡胶；所述天然胶乳的固含量为60％；所述甲酸的质量浓度优选为88％，所述过氧化氢水溶液的质量浓度优选为30％；所述天然胶乳、过氧化氢、甲酸的质量比例为1:0.3～0.4:0.15～0.2；所述氧化的温度为30～55℃，氧化的时间为8～24小时。