改性聚乳酸及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改性聚乳酸，包括增韌改性劑和聚乳酸；本發(fā)明將增韌改性劑與熔融聚乳酸進行原位反應，得到了改性聚乳酸；所述增韌改性劑為具有式I所示結(jié)構(gòu)的聚乙二醇二丙烯酸酯，式I中的n為2～150。本發(fā)明以具有式I所示結(jié)構(gòu)的聚乙二醇二丙烯酸酯作為增韌改性劑，所述增韌改性劑在聚乳酸基體中原位反應，自身交聯(lián)，生成交聯(lián)產(chǎn)物，得到的交聯(lián)產(chǎn)物很好地分散在聚乳酸中，使得到的改性聚乳酸具有較高的韌性。實驗結(jié)果表明，經(jīng)過改性后的聚乳酸材料，斷裂伸長率由原來的3％～6％提高到70％～120％，缺口沖擊強度由原來的1.9MJ/m2提高到50.3MJ/m2，增韌效果非常明顯。
【專利說明】改性聚乳酸及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合物【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種改性聚乳酸及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著資源短缺、環(huán)境污染等問題的日益嚴重，開發(fā)利用可持續(xù)資源，特別是環(huán)境友好型和可生物降解材料受到人們的廣泛關(guān)注。同時，由于材料科學的飛速發(fā)展，現(xiàn)有材料已不能滿足人類的需求。所以，研究開發(fā)高性能的可降解及綜合性能優(yōu)異的材料并擴展其應用領(lǐng)域是目前發(fā)展的主要趨勢。
[0003]相對于傳統(tǒng)的高分子材料而言，聚乳酸有其獨特的優(yōu)勢:
[0004](I)環(huán)境友好。來源于可再生資源(例如:玉米、小麥或水稻)，聚乳酸是生物可降解、可回收并且可堆肥的材料，同時它的生產(chǎn)還消耗CO2 ；
[0005](2)生物相容性。這是聚乳酸最突出的特點，尤其是在生物醫(yī)學上的應用。生物相容性材料是不能在局部引發(fā)有毒或致癌效應的材料，同時其降解產(chǎn)物不能對組織修復產(chǎn)生干擾。當聚乳酸植入到生物機體(包括人體)中以后水解產(chǎn)生氨基酸，然后合并進入三羧酸循環(huán)并且排泄出來。此外，由于聚乳酸的降解產(chǎn)物是無毒(產(chǎn)物是低聚物)，因此很自然的在生物醫(yī)學上得到應用；
[0006](3)加工性。聚乳酸與其他生物材料(如:PHAS，PEG，PCL等)相比有著更優(yōu)異的熱加工性能。它可以進行注射成型、擠出壓延成型、吹塑成型、熱壓成型、纖維紡絲和成膜；
[0007](4)節(jié)能。生產(chǎn)聚乳酸的能量要比石油基高分子少25%~55%，并估計未來所需要能量還要進一步減少10%左右。
[0008]盡管聚乳酸是一種環(huán)境友好的生物塑料，并且具有優(yōu)良的生物相容性、可加工性和節(jié)能的優(yōu)勢，有“綠色塑料”的美譽，得到了人們越來越多的關(guān)注。但是它也有缺點，如低韌性、耐熱性差、低降解速率和疏水性。這些缺點嚴重限制了聚乳酸材料的廣泛應用。因此，對聚乳酸材料的改性研究越來越成為熱點，尤其是對其進行增韌改性。
[0009]目前，對聚乳酸的增韌改性已經(jīng)進行了大量的工作。比如通過低分子量的材料如聚乙二醇(PEG)，乳酸低聚物，檸檬酸酯和聚乳酸共混來改善聚乳酸的韌性。這種方法雖然簡單易行，一定程度上能夠提高聚乳酸的韌性。但是，聚乳酸的強度也會受到很多的損失。而且，得到的材料穩(wěn)定性差，小分子的增塑劑會隨著時間發(fā)生遷移，導致材料劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種改性聚乳酸及其制備方法，本發(fā)明提供的改性聚乳酸具有較高的韌性和強度。
[0011]本發(fā)明提供了一種改性聚乳酸，包括增韌改性劑和聚乳酸； [0012]所述增韌改性劑為具有式I所示結(jié)構(gòu)的聚乙二醇二丙烯酸酯:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種改性聚乳酸，包括增韌改性劑和聚乳酸； 所述增韌改性劑為具有式I所示結(jié)構(gòu)的聚乙二醇二丙烯酸酯:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述增韌改性劑與聚乳酸的質(zhì)量比(I ~50):100。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述增韌改性劑與聚乳酸的質(zhì)量比為(5 ~30): 100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述η為10~100。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述增韌劑包括兩種或兩種以上不同數(shù)均分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯。
6.一種制備改性聚乳酸的方法，包括以下步驟: 將增韌改性劑與熔融聚乳酸進行原位反應，得到改性聚乳酸； 所述增韌改性劑為具有式I所示結(jié)構(gòu)的聚乙二醇二丙烯酸酯:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述原位反應的溫度為160°C~250°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述原位反應的時間為5min~30min。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在引發(fā)劑引發(fā)的條件下，將所述增韌改性劑與熔融聚乳酸進行原位反應； 所述引發(fā)劑為過氧化物類引發(fā)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯或叔丁基過氧化氫。
【文檔編號】C08K5/103GK103965598SQ201410212191
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】王志剛, 方華高 申請人:中國科學技術(shù)大學