[发明专利]一种耐热聚乳酸组合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐热聚乳酸组合物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。组合物由聚乳酸树脂和淀粉复合物组成，淀粉复合物与聚乳酸树脂的重量比为1:99～50:50。所述淀粉复合物包含淀粉接枝共聚物及成核剂；淀粉接枝共聚物与成核剂的重量比为100:(1～100)。将各原料经一系列混合，经熔融共混制得本发明聚乳酸组合物。本发明绿色环保，成本低，工艺简单，得到性能可控的可降解聚乳酸基组合物。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种耐热聚乳酸组合物及其制备方法。

背景技术

近年来，由于环境问题，可生物降解材料受到高度重视。聚乳酸(PLA)是一种直链脂肪族热塑性聚酯，可由玉米等可再生资源发酵获得。聚乳酸由于具有良好的强度、刚度、生物降解性及加工性能而得到了广泛的研究，但是低韧性、低热变形温度限制了其在更多领域的应用。当前，制约PLA应用和发展的主要因素包括：结晶速率慢、结晶度低、热变形温度较低、脆性大以及成本相对较高等。通过将PU、PE、EGMA、TPO、EVA、POE、PCL、PBAT、PHA、PBS和PBSA等柔韧的聚合物与聚乳酸共混来提高PLA的韧性是一种经济有效的方法。然而，这些聚合物存在不可生物降解或成本较高的问题，且添加后明显降低了PLA的强度。另外，由于材料结晶速率慢，实际生产所得PLA制品(如注射成型)一般呈非晶态，当在其玻璃化转变温度在56℃以上使用时，材料机械强度与刚性将显著下降|。PLA结晶速率慢，主要是因为分子链中乳酸重复单元较短、主链刚性较大，分子链运动能力低。

添加成核剂可以显著提高PLA的成核密度，从而提高材料的结晶度。成核剂的添加，可以降低PLA成核所需要的表面自由能势垒，从而使PLA熔体在较高温度下就开始结晶。目前，聚乳酸常用成核剂主要包括无机成核剂、有机成核剂和高分子成核剂。

淀粉是一种丰富的，可再生和可生物降解的碳水化合物聚合物，可以从各种农作物中以低成本获得。作为一种多羟基天然聚合物，淀粉分子是刚性的，难以热塑性加工。同时，PLA与淀粉之间的相容性较差，因为PLA疏水而淀粉是亲水性的，这种不相容性最终导致其共混物性能较差。淀粉接枝共聚物能热塑加工、成本较低、疏水性好且降解性能良好。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种聚乳酸组合物及制备方法。这种组合物各组分之间相容性好、韧性好、热变形温度高、成本低、工艺简单、性能可控，适用于制备各种性能要求的热塑性材料。

本发明的技术方案：

一种耐热聚乳酸组合物，所述组合物包含以下组分：聚乳酸树脂和淀粉复合物；淀粉复合物与聚乳酸树脂的重量比为1:99～50:50。

进一步的，所述淀粉复合物与聚乳酸树脂的重量比为2:98～40:60。

所述淀粉复合物包含淀粉接枝共聚物及成核剂；所述淀粉接枝共聚物与成核剂的重量比为100:(1～100)。

进一步的，所述淀粉复合物中所含淀粉接枝共聚物与成核剂的重量比为100:(1～60)。

所述成核剂为有机成核剂和有机改性无机成核剂中的至少一种。

所述的一种耐热聚乳酸组合物，其特征在于，所述的有机成核剂为酰胺化合物、酰肼化合物、磷酸金属盐类化合物、有机羧酸及其衍生物类化合物；所述的有机改性无机成核剂为经过改性的滑石粉、蒙脱土、埃洛石或凹凸棒土。

所述的一种耐热聚乳酸组合物，其特征在于，所述的酰胺化合物为乙撑双硬脂酰胺(EBS)、TMC-328或CZ500等；所述的酰肼化合物为TMC-300、CHC-300、TMC-306等；所述的磷酸金属盐类化合物为苯基膦酸锌(TMC-200)、SanulaterTMHK162、SanulaterTMHK160等；所述的有机羧酸及其衍生物类为2-氯苯甲酸钠、叔丁基苯甲酸铝、双(对叔丁基苯甲酸)羟基铝(Al-PTBBA)、β-萘甲酸钠等。