[发明专利]星型聚氨酯弹性体增韧聚乳酸复合物的制备方法

说明书

本发明提供一种简单的聚乳酸增韧改性方法。采用星型聚氨酯作为增韧改性剂获得增韧聚乳酸复合物的方法。添加多异氰酸酯最为交联剂得到增韧效果更好的聚乳酸乳酸复合物。所述星型聚氨酯增韧聚乳酸复合物制备方法是将60‑99份聚乳酸，星型聚氨酯1‑40份，多异氰酸酯0‑10份，一起加入转矩流变仪中进行共混密炼，在温度170‑210，转速30‑120转/分，共混反应3‑20分钟。本发明所用星型聚氨酯采用简单的本体一步法或本体预聚法制备得到的。本发明整体操作简单，制备周期短，效率高，还可以减少设备投资，降低生产成本，且避免现有技术采用溶剂制备的弊端，且无催化剂的使用，故生产过程绿色环保，有利于推广应用。

技术领域

本发明属于聚乳酸高分子复合物及其制备技术领域，具体涉及一种星型聚氨酯弹性体增韧聚乳酸复合物的制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种源于可再生资源的生物降解高分子材料，它不仅来源于玉米、谷物等可再生资源，而且具有良好的生物相容性和可降解性，已被应用于生物医药方面,也被普遍认为是传统石油类原料，广泛用于生物医用材料、包装材料、日用塑料制品、纺织面料、农用地膜等领域并且其力学强度和加工性优异，近些年来受到广泛的关注。PLA的应用和推广对于缓解当前的能源危机和“白色污染”等全球性问题有着重要意义，但以较低断裂伸长率和冲击韧性为特征的本质脆性严重限制了PLA在很多领域的应用，因此对PLA增韧一直是PLA改性领域的一个重要课题。

通常星型聚合物具有较小的原子空间排列尺寸，呈球形对称结构，分子内外不发生缠结，具有较低的本体粘度和溶液粘度，因此容易在聚合物基体中分散。此外，星型聚氨酯支链结构可控，材料表面富集大量活性基团，可与羧基、氨基、羟基等发生化学反应，进而易于实现与聚乳酸的化学改性，增加其与聚乳酸的相容性。它既为其提供了高强度、刚性、高熔点等性能，又为其提供了柔性、弹性和耐低温等性能。目前关于星型聚氨酯增韧聚乳酸的工作还未见报道。

发明内容

本发明针对现有技术问题，首先提供了一种能有效改善聚乳酸断裂伸长率和抗冲能力，而拉伸强度保持较小损失的星型聚氨酯增韧聚乳酸复合物。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种星型聚氨酯弹性体增韧聚乳酸复合物的制备方法，包括如下步骤：

将预先干燥的聚乳酸、星型聚氨酯弹性体和二异氰酸酯一起加入转矩流变仪中进行共混密炼，在温度170-210℃，转速30-120转/分，共混反应3-20分钟，得到星型聚氨酯弹性体增韧聚乳酸复合物；

其中预先干燥后的各原料按质量份计，聚乳酸为60-99份，星型聚氨酯弹性体1-40份，二异氰酸酯0-10份。

具体实施时，所述聚乳酸优选为80-97份，星型聚氨酯弹性体优选为3-20份，二异氰酸酯优选为0-5份、但不为0。

以上方法中，所用的聚乳酸优选市售工业级聚乳酸，所用的二异氰酸酯优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的任一种。

具体的，为了优化本发明星型聚氨酯弹性体增韧聚乳酸复合物的性能，本发明另外提供了所用的星型聚氨酯弹性体的制备方法：

本体一步法：在反应容器中加入大分子二元醇、小分子多元醇或大分子多元醇、以及扩链剂，于70-130℃加热条件下搅拌0.5-3h后，加入二异氰酸酯，继续搅拌1-10min，倾入料盘，放入100-140℃烘箱中硫化4-28h，使聚合反应完全，冷却，取出，获得星型聚氨酯弹性体；

本体预聚法：在反应容器中加入大分子二元醇、小分子多元醇或大分子多元醇、以及二异氰酸酯，于70-130℃加热条件下搅拌1-6h，制成预聚物；然后将预聚物在70-130℃的环境下，搅拌并加入扩链剂，待溶液粘稠浇入准备好的模具中，待凝胶时在110-130℃模压硫化10-60min；最后，将所得样品放置100-140℃烘箱中硫化4-28h，冷却，取出，获得星型聚氨酯弹性体；