本发明专利技术公开了一种透明结晶聚乳酸塑料，由以下重量份的原料组成：100份聚乳酸、0.1～5份结晶成核剂、0.5～20份增塑剂和0.5～10份其它助剂，通过加入结晶成核剂和增塑剂，明显提高了塑料的结晶度、结晶速度以及耐热性，并且明显降低其晶核尺寸，使得该透明结晶聚乳酸塑料具有透明度高、耐热性高、拉伸强度高的特点。本发明专利技术还公开了一种透明结晶聚乳酸塑料的制备方法，取聚乳酸、结晶成核剂、增塑剂、其它助剂共混，然后注射成型，得到透明结晶聚乳酸塑料，该方法制备的聚乳酸不需要采用二次退火成型，可以直接注射成型，该制备方法操作简单，可操作性强，生产成本低，易于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料材料领域，特别涉及。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一类以可再生生物资源为原料，经过化学合成方法制备，广泛应 用的生物基高分子可降解材料。PLA具有机械性能好、无毒、相对密度低、常温下容易加工成 型、可全部生物降解、价格相对低廉等优良特性，现已成为生物基塑料中增长速度最快、产 量最大、新产品开发最为活跃的品种；可以广泛用于化工、轻工、汽车制造、家电、包装材料 等，并且还在不断拓展新的应用领域。但与常规PVC、PS等通用塑料相比，普通的聚乳酸塑 料存在着耐热性差、结晶速度较慢、成型加工周期长、制品光泽和透明性不好、成型收缩率 较大的缺点，这使其应用范围在一定程度上受到了限制，尤其是在透明包装、日用品和工程 材料等领域的应用受到了很大的限制。针对聚乳酸塑料的这些缺点，可以通过添加结晶成 核剂提高结晶速度以及结晶度的办法进行克服，结晶度提高的同时，聚乳酸的耐热性能也 能得到明显提高，目前在这方面国内外已经开展了广泛地研究。随着结晶度的提高，聚乳酸的透明性通常会受到严重地影响，主要是因为高分子 材料内部形成很多球状小颗粒，这些小颗粒本身是不透明的。截至目前国内外关于制备透 明耐热聚乳酸的方法还鲜有报道，制备透明耐热聚乳酸的技术问题还尚未解决。
技术实现思路
本专利技术提供了一种透明结晶聚乳酸塑料，通过加入结晶成核剂和增塑剂，明显提 高了塑料的结晶度、结晶速度以及耐热性，并且明显降低其晶核尺寸，使得该透明结晶聚乳 酸塑料具有透明度高、耐热性高、拉伸强度高的特点。本专利技术还提供了一种透明结晶聚乳酸塑料的制备方法，该方法操作简单，易于控 制。一种透明结晶聚乳酸塑料，由以下重量份的原料组成聚乳酸100份；结晶成核剂 0.1 5份；增塑剂0. 5 20份；其它助剂 0.5 10份。所述的聚乳酸可选用L型聚乳酸、D型聚乳酸或者LD混合型聚乳酸。所述的结晶成核剂可选用山梨醇、山梨醇衍生物、有机磷酸、滑石粉、带有酰胺官 能团的化合物或脱氢揪酸化合物。所述的带有酰胺官能团的化合物优选为乙撑双-12-羟 基硬脂酰胺。本专利技术加入结晶成核剂的主要目的是降低成核的表面自由能垒，在高冷却速度下 促进结晶。本专利技术对于结晶成核剂的用量有比较严格的要求，相对100重量份的聚乳酸，若 结晶成核剂的添加量低于0.1重量份，因所形成的晶核量太少，以致促进结晶化的效果不佳，若结晶成核剂的添加量高于5重量份，所制成的透明结晶聚乳酸塑料的透明性就会较 差，结晶成核剂的重量份选择在0. 1 5份既保证结晶化的效果，又能保证透明结晶聚乳酸 塑料的透明性的一个合适范围；优选的，结晶成核剂的重量份为0. 5 3份。所述的增塑剂选用聚乙二醇、1，2_环己烷二羧酸二异丙酯、癸二酸二正己酯、马来 酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、一缩二乙二醇二苯酯、均苯四酸四辛酯、柠檬酸酯、脂肪族聚 酯或聚氨酯，优选柠檬酸酯或脂肪族聚酯。增塑剂可提高聚合物链的迁移性能，通过降低链 迁移能来提高结晶速度，同时，增塑剂还有利于塑料的成型，增加力学性能；由于增塑剂可 用来进一步提高结晶效果的，因此其加入量相对比较宽泛，为0. 5 20重量份(相对于聚 乳酸100重量份计)；优选为5. 0 20重量份，进一步优选为5. 0 10重量份。所述的其它助剂可选用抗氧剂、润滑剂等中的一种或任意比例的多种。添加抗 氧剂的主要目的是阻止聚乳酸在改性过程中发生降解，防止老化作用，如可选用抗氧剂四 季戊四醇酯(即抗氧剂1010)，用量优 选为0.5 5份(相对于聚乳酸100重量份计)；添加润滑剂可以提高聚乳酸在加工过程中 的流动性能，如可选用硬脂酸盐，用量优选为0. 5 5份(相对于聚乳酸100重量份计)。根据实际需要，还可以选择性地加入一些助剂，用以提升透明结晶聚乳酸塑料的 其他的性能。所述的透明结晶聚乳酸塑料的制备方法，包括以下步骤取聚乳酸、结晶成核剂、增塑剂和其它助剂共混，然后注射(即注塑)成型，得到透 明结晶聚乳酸塑料。所述的共混的方法优选为熔融共混挤出造粒或者高温熔融共混；共混的温度优选 为170°C 220°C ；熔融指数优选为0. 5g/10min 50g/10min，更优选的，为lg/10min 20g/10min。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点本专利技术通过研究发现在PLA中添加结晶成核剂以及增塑剂，会使得其制品的耐热 性以及透明性得到提高，进而开拓了 PLA在透明塑料制品领域的广泛应用，尤其在透明包 装材料、一次性杯子等方面的应用。本专利技术通过结晶成核剂以及增塑剂使聚乳酸塑料的结晶速度、耐热性以及结晶度 都有了明显地提高，并且使其晶核尺寸明显降低，形成细小致密的球晶颗粒，具有透明性 好、耐热性高、力学强度高、无毒无污染的特点。。这些小晶核本身是不透明的，但是因为直 径太小，符合衍射原理，所以光线仍然可以发生衍射现象，能够透过去，所以看起来是透明 的。本专利技术采用特定组成的原料组合，在制备时不需要采用二次退火成型，可以直接 注射成型，不仅可以缩短聚乳酸的结晶时间，提高成型效率，而且制备过程中球晶可以比较 规整地成长，产品的晶核数目明显增多，尺寸变小，透明度提高；还可以通过其他助剂进一 步提升其他性能。本专利技术制备方法简单，可操作性强，生产成本低，易于工业化生产。 附图说明图1是对比例1中制备的透明结晶聚乳酸塑料在110°C下的等温结晶偏光示意图；图2是实施例1中制备的透明结晶聚乳酸塑料在110°C下的等温结晶偏光示意 图；图3是对比例1中制备的透明结晶聚乳酸塑料的透明度对比示意图；图4是实施例1中制备的透明结晶聚乳酸塑料的透明度示意图。具体实施例方式以下实施例和对比例进一步描述本专利技术，但本专利技术并不限于这些实施例。将100重量份的聚乳酸，0. 1 5. 0重量份的结晶成核剂，0. 5 20重量份的增塑 剂，0. 5 10重量份的其它助剂均勻混合后，在170 220°C条件下熔融共混挤出造粒或者 高温熔融共混，得到透明耐热的聚乳酸。将该组合物注射成型，按照相应标准制成试样进行 力学和光学性能测试。(1)透明度(即透光率)评价通过测定雾度(GB/T 2410-80)；(2)拉伸强度评价通过测定拉伸强度(GB/T 1040-92)；(3)耐热性能评价通过测定热变形温度(GB/T 1634)。实施例1500克聚乳酸(2002D，LD混合型，Nature Works)，5克乙撑双-12-羟基硬脂酰胺结 晶成核剂，50克乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，15克其它助剂抗氧剂1010和硬脂酸盐(抗氧 剂10102. 5克，润滑剂硬脂酸铝12. 5克)，在转速为1500转/分钟的高混机中进行预混然后 进行熔融挤出，熔融挤出温度为190 200°C，第一至六段的挤出温度依次为190°C、192°C、 194°C、195°C、198°C、200°C。将得到的粒料注射成标准样条进行透光率，拉伸强度，半结晶 时间和耐热性能等测试。半结晶时间为1. 34分钟，拉伸强度为64Mpa，透光率为84. 7%，耐 热性能(HDT)为98°C。实施例2500克聚乳酸(2002D，LD混合型，Nature Works)，2. 5克乙撑双-12-羟基硬脂酰 胺结晶成核剂，5克乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，15克其它助剂抗氧剂1010和硬本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种透明结晶聚乳酸塑料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：聚乳酸 １００份；结晶成核剂 ０．１～５份；增塑剂 ０．５～２０份；其它助剂 ０．５～１０份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱锦，汤兆宾，张传芝，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：97
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