[发明专利]聚乳酸基发泡材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚乳酸基发泡材料及其制备方法，所述制备方法包括：将聚乳酸基材于发泡气体中进行饱和处理，得到饱和体系，其中，聚乳酸基材中包括立构复合晶体和均质晶体，且立构复合晶体的结晶度大于或等于15％，饱和处理包括第一饱和阶段和第二饱和阶段，第一饱和阶段的温度大于或等于均质晶体的熔融温度且小于立构复合晶体的熔融温度，第二饱和阶段的温度小于第一饱和阶段的温度；然后将饱和体系进行卸压发泡，得到聚乳酸基发泡材料，聚乳酸基发泡材料中立构复合晶体的结晶度和均质晶体的结晶度之和大于或等于40％。通过本发明制备方法得到的聚乳酸基发泡材料膨胀倍率高，且具有优异的耐热性。

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，特别是涉及聚乳酸基发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种以玉米等淀粉类植物为原料，且具有可完全生物降解性的高分子聚合物，但是，聚乳酸的耐热性差。研究发现，由左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)共混时所形成的立构复合晶体(SC)的熔点约为230℃，比左旋聚乳酸或右旋聚乳酸形成的均质晶体(HC)的熔点高近50℃，因此，立构复合晶体的形成有利于提高聚乳酸材料的耐热性以及力学性能。

然而，在采用具有立构复合晶体的聚乳酸基材制备发泡材料时，一方面，由于晶区不吸收气体，所以高结晶区的形成会降低基材对发泡气体的溶解度，导致基材中发泡气体的吸收量降低，另一方面，立构复合晶体的形成会提高熔体的强度，在发泡的过程中会抑制泡孔生长，因此难以制备得到聚乳酸基发泡材料。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种聚乳酸基发泡材料及其制备方法，通过所述制备方法得到的聚乳酸基发泡材料膨胀倍率高，且具有优异的耐热性。

一种聚乳酸基发泡材料的制备方法，包括：

提供聚乳酸基材，所述聚乳酸基材中包括立构复合晶体和均质晶体，其中，所述聚乳酸基材中立构复合晶体的结晶度大于或等于15％；

将所述聚乳酸基材于发泡气体中进行饱和处理，得到饱和体系，其中，所述饱和处理包括第一饱和阶段和第二饱和阶段，所述第一饱和阶段的温度大于或等于所述均质晶体的熔融温度且小于所述立构复合晶体的熔融温度，所述第二饱和阶段的温度小于所述第一饱和阶段的温度；以及

将所述饱和体系进行卸压发泡，得到聚乳酸基发泡材料，其中，所述聚乳酸基发泡材料中所述立构复合晶体的结晶度和所述均质晶体的结晶度之和大于或等于40％。

在其中一个实施例中，所述第一饱和阶段的温度与所述均质晶体的熔融温度的差值的绝对值为5℃-30℃。

在其中一个实施例中，所述发泡气体的压力为10.0MPa-25.0MPa，所述第一饱和阶段的温度为160℃-200℃，所述第二饱和阶段的温度为80℃-155℃，所述第一饱和阶段至所述第二饱和阶段的降温速度为1℃/min-30℃/min。

在其中一个实施例中，所述将所述饱和体系进行卸压发泡的步骤中，卸压速率为20.0MPa/s-100.0MPa/s。

在其中一个实施例中，所述将所述饱和体系进行卸压发泡的步骤之后，还进行热处理，其中，所述热处理的温度为90℃-150℃。

在其中一个实施例中，所述聚乳酸基材主要由左旋聚乳酸、右旋聚乳酸以及纤维素纳米纤维制成。

在其中一个实施例中，所述纤维素纳米纤维在所述聚乳酸基材中的质量分数为0.1％-10％，所述左旋聚乳酸与所述右旋聚乳酸的质量比为9:1-1:1。

在其中一个实施例中，所述纤维素纳米纤维包括乙酰化改性的纤维素纳米纤维。

在其中一个实施例中，所述聚乳酸基材为片层结构，片层结构的厚度为0.1mm-4mm。

一种聚乳酸基发泡材料，所述聚乳酸基发泡材料由如上所述的制备方法得到。