專利名稱：一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂及 其制備方法。
背景技術(shù)：
開發(fā)利用生物降解塑料，是治理塑料廢棄物對環(huán)境污染以及緩解石油資源短缺的 有效途徑之一。目前日本、美國、歐洲等國家和地區(qū)都在加強(qiáng)降解塑料的研究開發(fā)并且加速 其實(shí)用化進(jìn)程。到2012年美國生物降解塑料市場總價值將達(dá)8. 45億美元。日本公司已開 始使用以大米為原料的生物降解塑料制造CD/DVD盒、防擦板、汽車頂棚、座位襯墊及其它 汽車內(nèi)飾。10年內(nèi)，將近60%的日本車輛內(nèi)飾部件都將運(yùn)用生物降解塑料。歐洲已開始大 規(guī)模使用天然材料制成的可生物降解塑料包裝食品，并受到消費(fèi)者的歡迎。據(jù)權(quán)威預(yù)測， 2005年世界生物降解塑料的需求超過50萬噸，隨后5 15年將是生物降解塑料飛速發(fā)展 的時期，預(yù)計(jì)到2020年全世界的需求將超過2000萬噸，市場前景十分廣闊。眾多生物降解塑料品種中，聚乳酸被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ摹＞廴樗崾且环N以可 再生的植物資源為原料，經(jīng)過化學(xué)合成的生物降解高分子，具有高強(qiáng)度、高模量，以及通氣 性優(yōu)良等特點(diǎn)。聚乳酸能夠同普通高分子一樣進(jìn)行各種成型加工，如擠出、流延成膜、吹塑、 注塑、吹瓶及纖維成型等，可部分替代通用塑料。目前，美國的NatureWorks、日本的三井化 學(xué)、島津和荷蘭的Tate&Lyle已實(shí)現(xiàn)了聚乳酸的規(guī)模化生產(chǎn)。阻礙聚乳酸發(fā)展的最大障礙是價格昂貴。盡管聚乳酸是目前最為廉價的生物降解 塑料，但其價格仍然遠(yuǎn)高于石化塑料。隨著原油價格的不斷攀升，以及各國對生物降解塑 料的政策和法規(guī)的扶助，聚乳酸與石化塑料競爭的優(yōu)勢正在逐漸加強(qiáng)。另外，通過改進(jìn)技 術(shù)，利用玉米稈、穗等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品作為原料，可進(jìn)一步降低聚乳酸的價格。目前，還通過添加 價格低廉的填料降低聚乳酸制品的成本，同時提高聚乳酸的物理性能。例如專利申請?zhí)枮?CN03149911. 2的中國發(fā)明專利通過在聚乳酸中加入云母粉、滑石粉、蒙脫土等層片狀微粉 作為無機(jī)填料增強(qiáng)聚乳酸的耐熱性等物理性能。此外，聚乳酸的強(qiáng)度和剛性高，但是韌性和抗沖擊性差，常溫下是一種硬而脆的材 料。因此對聚乳酸的增韌改性一直是其市場化的重要研究課題。目前對聚乳酸的增韌改性 主要有共聚改性、成型加工改性和共混改性等方法。淀粉是價格低廉的生物高分子。聚乳酸在自然條件下降解速度較慢，二者共混可 以提高材料的降解性。例如，公開號為CN101224632A的中國發(fā)明專利申請公布說明書公開 了親水性熱塑型玉米淀粉與聚乳酸通過雙螺桿共混造粒，形成淀粉與聚乳酸的共混體系。 但是，淀粉與聚乳酸不相容，共混體系界面粘結(jié)性差，造成產(chǎn)物力學(xué)性能下降。通過淀粉塑 化可改善共混體系的相容性和分散性，但在使用過程中會發(fā)生小分子遷移和淀粉結(jié)晶回 生，導(dǎo)致材料性能降低，達(dá)不到實(shí)用的要求。因此，兼顧成本、環(huán)境保護(hù)等因素的同時，提高共混組分間的相容性，進(jìn)而提高力 學(xué)性能已成為當(dāng)前聚乳酸市場化研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種全生物降解高韌性聚 乳酸樹脂及其制備方法，該全生物降解高韌性聚乳酸樹脂具有成本低、組分間的相容性高， 以及力學(xué)性能優(yōu)異的特點(diǎn)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種全生物降解高韌性聚乳酸樹 脂，由聚乳酸樹脂和添加物組成，該添加物由玉米淀粉、聚乙二醇和偶聯(lián)劑反應(yīng)生成，該偶 聯(lián)劑是順丁烯二酸酐或馬來酸酐；其中，玉米淀粉與聚乙二醇的質(zhì)量比為1 1 5 1， 偶聯(lián)劑與聚乙二醇的摩爾比為2 1 10 1 ；所述的添加物與聚乳酸樹脂的質(zhì)量比為 1 20 1 2。上述玉米淀粉的平均粒徑優(yōu)選為10 μ m 30 μ m。上述聚乙二醇的分子量優(yōu)選為200 25000。上述玉米淀粉與聚乙二醇的質(zhì)量比優(yōu)選為3 2，偶聯(lián)劑與聚乙二醇的摩爾比優(yōu) 選為4 1，添加物與聚乳酸的質(zhì)量比為優(yōu)選為1 10或2 9。本發(fā)明一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的制備方法包括如下步驟步驟1 反應(yīng)容器中加入適量的聚乙二醇和偶聯(lián)劑，同時加入足量的甲苯攪拌均 勻，在溫度為100°C 180°C下反應(yīng)60分鐘 180分鐘，甲苯回流分水；然后加入適量玉米 淀粉，在溫度為80°C 250°C下反應(yīng)60分鐘 180分鐘，甲苯回流分水至反應(yīng)結(jié)束；接著真 空抽除反應(yīng)體系中的甲苯，得到中間產(chǎn)物；步驟2 將步驟1得到的中間產(chǎn)物冷卻至室溫，待凝固成塊狀后粉碎，得到添加物 粉末；步驟3 將適量聚乳酸樹脂和步驟3得到的添加物粉末混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均 勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并擠出，然后注塑成型，得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。作為優(yōu)選，步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在50°C 80°C的退火溫度 下退火80分鐘 120分鐘，提高聚乳酸樹脂的結(jié)晶度，進(jìn)而提高全生物降解高韌性聚乳酸 樹脂的熱性能。作為優(yōu)選，步驟3中，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度優(yōu)選為150°C 250°C，進(jìn)一步優(yōu)選 為170°C ；螺桿轉(zhuǎn)速優(yōu)選為150rpm 300rpm，進(jìn)一步優(yōu)選為250rpm。作為優(yōu)選，步驟3中，注塑成型過程的注塑溫度優(yōu)選為150°C 250°C，進(jìn)一步優(yōu)選 為180°C，注塑壓力優(yōu)選為IMPa lOMPa，進(jìn)一步優(yōu)選為5MPa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的各組分均為全生物 降解材料；添加物由玉米淀粉、聚乙二醇和偶聯(lián)劑反應(yīng)生成，通過偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用，使一 部分聚乙二醇分子接枝到玉米淀粉表面，改善玉米淀粉與聚乳酸基體的相容性，同時游離 的聚乙二醇分子富集到玉米淀粉粒子周圍，形成核殼結(jié)構(gòu)，使聚乳酸樹脂與添加物組成的 全生物降解高韌性聚乳酸樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其中彈性模量達(dá)到1. 6GPa 4. 2GPa, 拉伸強(qiáng)度達(dá)到32. 5MPa 49. 9MPa，斷裂伸長率達(dá)到12. 5% 254. 5%，缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到 1. 9kJ/m2 2. 6kJ/m2 ；另外，本發(fā)明一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的制備方法工藝流 程簡單，加工性能優(yōu)良，成本低且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，得到的共混物可用于制備薄 膜、板材、片材、發(fā)泡和注塑成型塑料制件。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為2000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照 重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，聚乙二醇為100份，順丁烯二酸酐為10份；所述的添加物 與聚乳酸樹脂的重量比為1 10。具體制備方法如下步驟1 按重量份數(shù)計(jì)，反應(yīng)容器中加入100份的聚乙二醇、10份的順丁烯二酸酐 和100份的甲苯，機(jī)械攪拌，在130°C的溫度下反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水；然后加入上述 重量份數(shù)的玉米淀粉，在150°C的溫度下反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水至反應(yīng)結(jié)束；接著將 分水器中的甲苯排空，啟動真空泵，抽除反應(yīng)體系中殘留的甲苯；步驟2 將步驟1得到的中間產(chǎn)物冷卻至室溫，待凝固成塊狀后粉碎，得到添加物 粉末；步驟3 按重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂100份與 步驟2得到的添加物粉末10份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并 擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓力 為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例2 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例1完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在 80°C的退火溫度下退火120min。實(shí)施例3 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為2000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按重 量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，聚乙二醇為100份，順丁烯二酸酐為10份；所述的添加物與 聚乳酸樹脂的質(zhì)量份數(shù)比為2 9。具體制備方法如下步驟1與步驟2分別與實(shí)施例中制備方法的步驟1與步驟2相同。步驟3 按重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂90份與 步驟2得到的添加物粉末20份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并 擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓力 為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例4 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例3完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在 80°C的退火溫度下退火120min。實(shí)施例5 高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為4000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照 重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，聚乙二醇為100份，順丁烯二酸酐為5份；所述的添加物與 聚乳酸樹脂的重量比為1 10。具體制備方法如下步驟1 按重量份數(shù)計(jì)，反應(yīng)容器中加入100份的聚乙二醇、10份的順丁烯二酸酐 和100份的甲苯，機(jī)械攪拌，在130°C的溫度下反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水；然后加入上述 重量份數(shù)的玉米淀粉，在150°C的溫度下反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水至反應(yīng)結(jié)束；接著將 分水器中的甲苯排空，啟動真空泵，抽除反應(yīng)體系中殘留的甲苯；步驟2 將步驟1得到的中間產(chǎn)物冷卻至室溫，待凝固成塊狀后粉碎，得到添加物 粉末；步驟3 按重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂100份與 步驟2得到的添加物粉末10份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并 擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓力 為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例6 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例5完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在 80°C的退火溫度下退火120min。實(shí)施例7 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為4000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照 重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，聚乙二醇為100份，順丁烯二酸酐為5份；所述的添加物與 聚乳酸樹脂的重量比為2 9。具體制備方法如下步驟1與步驟2分別與實(shí)施例中制備方法的步驟1與步驟2相同。步驟3 按照重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂90份 與步驟2得到的添加物粉末20份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混 并擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓 力為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例8 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例7完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在 80°C的退火溫度下退火120min。實(shí)施例9 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為2000的聚乙二醇、分子量為10000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶 聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，分子量為2000的聚乙二醇為 50份，分子量為10000的聚乙二醇為50份，順丁烯二酸酐為6份；所述的添加物與聚乳酸
6樹脂的重量比為1 10。具體制備方法如下步驟1 按重量份數(shù)計(jì)，反應(yīng)容器中加入50份分子量為2000的聚乙二醇、50份分 子量為10000的聚乙二醇、6份的順丁烯二酸酐和100份的甲苯，機(jī)械攪拌，在130°C的溫度 下反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水；然后加入上述重量份數(shù)的玉米淀粉，在150°C的溫度下反 應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水至反應(yīng)結(jié)束；接著將分水器中的甲苯排空，啟動真空泵，抽除反 應(yīng)體系中殘留的甲苯；步驟2 將步驟1得到的中間產(chǎn)物冷卻至室溫，待凝固成塊狀后粉碎，得到添加物 粉末；步驟3 按重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂100份與 步驟2得到的添加物粉末10份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并 擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓力 為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例10 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例9完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在 80°C的退火溫度下退火120min。實(shí)施例11 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為2000的聚乙二醇、分子量為10000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶 聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，分子量為2000的聚乙二醇為 50份，分子量為10000的聚乙二醇為50份，順丁烯二酸酐為6份；所述的添加物與聚乳酸 樹脂的重量比為2 9。具體制備方法如下步驟1與步驟2分別與實(shí)施例中制備方法的步驟1與步驟2相同。步驟3 按照重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂90份 與步驟2得到的添加物粉末20份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混 并擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓 力為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例12 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例11完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例13 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為2000的聚乙二醇、分子量為20000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶 聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，分子量為2000的聚乙二醇為 50份，分子量為20000的聚乙二醇為50份，順丁烯二酸酐為5. 5份；所述的添加物與聚乳 酸樹脂的重量比為1 10。具體制備方法如下
步驟1 按重量份數(shù)計(jì)，反應(yīng)容器中加入50份分子量為2000的聚乙二醇、50份分 子量為20000的聚乙二醇、5. 5份的順丁烯二酸酐和100份的甲苯，機(jī)械攪拌，在130°C的溫 度下反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水；然后加入上述重量份數(shù)的玉米淀粉，在150°C的溫度下 反應(yīng)120分鐘，甲苯回流分水至反應(yīng)結(jié)束；接著將分水器中的甲苯排空，啟動真空泵，抽除 反應(yīng)體系中殘留的甲苯；步驟2 將步驟1得到的中間產(chǎn)物冷卻至室溫，待凝固成塊狀后粉碎，得到添加物 粉末；步驟3 按重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂100份與 步驟2得到的添加物粉末10份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并 擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓力 為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例14 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂與添加物組成，其中添 加物由玉米淀粉、分子量為2000的聚乙二醇、分子量為20000的聚乙二醇和偶聯(lián)劑組成，偶 聯(lián)劑為順丁烯二酸酐；按照重量份數(shù)計(jì)，玉米淀粉為150份，分子量為2000的聚乙二醇為 50份，分子量為20000的聚乙二醇為50份，順丁烯二酸酐為5. 5份；所述的添加物與聚乳 酸樹脂的重量比為2 9。具體制備方法如下步驟1與步驟2分別與實(shí)施例中制備方法的步驟1與步驟2相同。步驟3 按照重量份數(shù)計(jì)，將NatureWorks生產(chǎn)的擠出級聚乳酸2002D樹脂90份 與步驟2得到的添加物粉末20份混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混 并擠出，擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm ；擠出后的樹脂在注塑溫度為180°C，注塑壓 力為5MPa的注塑條件下注塑成型，即得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。實(shí)施例15 本實(shí)施例中，全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的組份與含量，以及其制備方法與實(shí) 施例14完全相同，所不同的是將制備過程中步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在 80°C的退火溫度下退火120min。對上述實(shí)施例1 實(shí)施例15中得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂共混體系進(jìn) 行力學(xué)性能測試，力學(xué)性能測試項(xiàng)目包括拉伸性能測試與沖擊性能測試。本發(fā)明中所選擇 的測試方法及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如下拉伸性能測試執(zhí)行GB/T 1040-2006，拉伸速率為5mm/min ；沖擊性能測試執(zhí)行GB/T 1043-1993，采用簡支梁缺口試樣沖擊方法；實(shí)施例1 實(shí)施例15的測試結(jié)果如下
權(quán)利要求
一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂，由聚乳酸樹脂和添加物組成，其特征是所述的添加物由玉米淀粉、聚乙二醇和偶聯(lián)劑反應(yīng)生成，所述的偶聯(lián)劑是順丁烯二酸酐或馬來酸酐；所述的玉米淀粉與聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶1～5∶1，所述的偶聯(lián)劑與聚乙二醇的摩爾比為2∶1～10∶1，所述的添加物與聚乳酸樹脂的質(zhì)量比為1∶20～1∶2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂，其特征是所述的玉米 淀粉的平均粒徑為10 μ m 30 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂，其特征是所述的聚乙 二醇的分子量為200 25000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂，其 特征是所述的添加物與聚乳酸樹脂的質(zhì)量比為1 10或2 9。
5.如權(quán)利要求1所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的制備方法，其特征是包 括如下步驟步驟1 反應(yīng)容器中加入適量的聚乙二醇和偶聯(lián)劑，同時加入足量的甲苯攪拌均勻，在 溫度為100°C 180°C下反應(yīng)60分鐘 180分鐘，甲苯回流分水；然后加入適量玉米淀粉， 在溫度為80°C 250°C下反應(yīng)60分鐘 180分鐘，甲苯回流分水至反應(yīng)結(jié)束；接著真空抽 除反應(yīng)體系中的甲苯，得到中間產(chǎn)物；步驟2 將步驟1得到的中間產(chǎn)物冷卻至室溫，待凝固成塊狀后粉碎，得到添加物粉末；步驟3 將適量聚乳酸樹脂和步驟3得到的添加物粉末混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌均勻 后，在雙螺桿擠出機(jī)中共混并擠出，然后注塑成型，得到全生物降解高韌性聚乳酸樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的制備方法，其特征是 所述的步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂在50°C 80°C的退火溫度下退火80分 鐘 120分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂，其特征是所述的步驟3 中，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為150°C 250°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm 300rpm，注塑成型過 程的注塑溫度為150°C 250°C，注塑壓力為IMPa lOMPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂，其特征是所述的步驟3 中，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm，注塑成型過程中的注塑溫度為 180°C，注塑壓力為5MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一權(quán)利要求所述的一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂 的制備方法，其特征是所述的步驟3得到的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂的彈性模量為 1. 6GPa 4. 2GPa，拉伸強(qiáng)度為32. 5MPa 49. 9MPa，斷裂伸長率為12. 5%~ 254. 5%，缺口 沖擊強(qiáng)度為1. 9kJ/m2 2. 6kJ/m2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全生物降解高韌性聚乳酸樹脂及其制備方法。本發(fā)明的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂由聚乳酸樹脂和添加物組成；添加物由玉米淀粉、聚乙二醇和偶聯(lián)劑反應(yīng)生成，通過偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用，使一部分聚乙二醇分子接枝到玉米淀粉表面，改善玉米淀粉與聚乳酸基體的相容性，同時游離的聚乙二醇分子富集到玉米淀粉粒子周圍，形成核殼結(jié)構(gòu)，使聚乳酸樹脂與添加物組成的全生物降解高韌性聚乳酸樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能，可用于制備薄膜、板材、片材、發(fā)泡和注塑成型塑料制件；另外，本發(fā)明的制備方法簡單，成本低且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08L71/08GK101948613SQ201010502180
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者嚴(yán)慶, 王繼文, 鄭文革 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所