一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性聚乳酸基复合材料，由下述组分按重量份组成：聚乳酸树脂80～85份，15～20份增韧弹性体，0.01～5份热稳定剂，将基体聚乳酸树脂与增韧弹性体和热稳定剂通过高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出均匀的粒料，本发明专利技术材料易得，生产工艺简单，有效的改善了聚乳酸的韧性，材料的断裂伸长率由聚乳酸原料的5%增至180%，材料的缺口冲击强度由原料的4.5KJ/m2提示至80.5KJ/m2，解决了聚乳酸的脆性严重不足的问题，进而的拓展了聚乳酸在汽车、电子、居家装饰和建筑材料等诸多领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料科学中的高分子复合材料领域，涉及一种利用弹性体制备出高韧性聚乳酸基复合材料的方法。根据本专利技术所制备的PLA基复合材料，解决了传统PLA断裂伸长率低、韧性低且增韧组分在材料体系内分散型差的问题。本专利技术所涉及的方法操作简单、制备材料的性能可控性强，适用于实验室及企业产业化生产，本材料是一种高韧性聚乳酸基复合材料。
技术介绍
随着高分子材料的发展，石油基高分子材料在人类生活和工作中得到广泛的应用。但这些材料来源不可再生资源，而且在自然环境中难以降解，造成生态环境恶化和资源紧缺，不符合人类可持续发展的战略，给人类带来危害。近年来，来源于可再生资源的可为生物降解材料引起人们广泛的注意。聚乳酸是唯一以生物资源为原料，通过化学合成方法的可降解的线性脂肪族聚酯，它来源于可再生资源，具有良好的生物相容性、降解性，较高的拉伸强度和压缩模量，因此聚乳酸被认为是石油基塑料的代替品：将其应用于通用塑料领域，对于减小环境污染、节省石油资源以及减轻地球温室效应方面具有十分重要的意义。石油资源短缺及环境污染严重促进了非石油基绿色可降解高聚物的发展与应用。聚乳酸是一种集生物降解性、生物可吸收性于一体的绿色热塑性聚酯，具有较好的力学强度、弹性模量和热成型性，降解产物能渗入人体代谢，广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服务行业等领域，被认为是迄今为止最有市场潜力的可降解聚合物。然而，与其他高分子材料相同，冲击强度较低限制了聚乳酸在航空。电子、汽车等领域的应用，为此开发具有较高韧性的绿色环保聚乳酸显得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决聚乳酸力学性能较差而提供的一种聚乳酸增韧改性方法实现本专利技术目的技术解决方案为：聚乳酸增韧改性方法，将聚乳酸树脂、弹性体、热稳定剂按比列混合并干燥，使干燥后的共混物的基体含水率低于50ppm，然后采用熔融挤出的方法将共混物注塑成标准样件，其特征在于增韧弹性体的熔点在170℃～200℃之间，弹性体的用量占聚乳酸基体用量的15%～20%，熔融挤出温度180℃～205℃。一种高韧性聚乳酸基复合材料的组分和重量组分数配比为：聚乳酸100份、弹性体增韧剂15～20份以及热稳定剂0.1～2份。所述的聚乳酸的数均分子量为12万所述的弹性体为POE、EPDM、SEBS及ABS中的一种或几种，弹性体的添加量为总质量的15%～20%。所述的接枝物基团选取的是马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油基异丁酸酯中的一种或几种。所述的热稳定剂，如四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯以及（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种。具体实施方式实施例一称取PLA 100份热稳定剂 0.5份首先将PLA、接枝弹性体、以及热稳定剂放在真空干燥箱中80℃真空干燥5小时，进而去除水分，将干燥后的共混物放在高速混合机混合5～8分钟，将混合好的物料由料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化，其中料筒温度设为：前段180℃，中段190℃，后段200℃，螺杆长径比35，机头温度195℃，螺杆转速100rmp/min。实施例二称取PLA 100份POE-g-MAH 15份热稳定剂 0.5份工艺条件如实施例一实施例三称取PLA 100份POE-g-MAH 20份热稳定剂 0.5份工艺条件如实施例一实施例四称取PLA 100份E-MA-GMA 15份热稳定剂 0.5份工艺条件如实施例一实施例五称取PLA 100份E-MA-GMA 20份热稳定剂 0.5份工艺条件如实施例一实施例六称取PLA 100份POE接枝缩水甘油异丁酸酯 15份热稳定剂 0.5份工艺条件如实施例一实施例七称取PLA 100份POE接枝缩水甘油异丁酸酯 20份热稳定剂 0.5份工艺条件如实施例一性能测试结果测试项目单位实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五实施例六实施例七拉伸强度MPa3.932.541.630.535.626.426.8断裂伸长率%55.952.150.349.348.452.353.1弯曲强度MPa103.697.294.295.494.293.492.3弯曲模量GPa132134136138137139140剪切强度%0.220.190.190.180.180.170.18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高韧性聚乳酸基复合材料方法，是通过添加弹性体接枝物、热稳定剂，与聚乳酸共混，更好的解决了传统填充物料改性聚乳酸的断裂伸长率低，材料基体力学性能差等难题。

【技术特征摘要】
1.一种制备高韧性聚乳酸基复合材料方法，是通过添加弹性体接枝物、热稳定剂，与聚乳酸共混，更好的解决了传统填充物料改性聚乳酸的断裂伸长率低，材料基体力学性能差等难题。2.根据专利要求1所述的弹性体增韧PLA复合材料，其PLA树脂基体的分子量选取为12×106的聚乳酸树脂，占总体质量的80%～85%。3.根据专利要求1所述的弹性体增韧PLA复合材料，弹性体选取的是POE、EPDM、SEBS及ABS中的一种或几种，弹性体的添加量为总质量的15%～20%。4.根据专利要求1所述的弹性体增韧PLA基复合材料，接枝物集团选取的是马来酸酐，甲基丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油基异丁酸酯中的一种或几种。5.专利要求1所述的相关热稳定剂，如四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长城，刘刚，林航，
申请(专利权)人：黑龙江鑫达企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23