本发明专利技术提供了一种反应性共混增韧改性聚乳酸基复合材料及其制备方法，所述复合材料的原料组成为：聚乳酸、增韧剂软段、交联剂、增韧剂硬段；原料配方量为：聚乳酸70～90重量份；增韧剂软段10～30重量份；交联剂，其用量为增韧剂软段重量的1％～15％；增韧剂硬段，根据其所含异氰酸官能团与增韧剂软段和交联剂中总的羟基的物质的量之比为1.0～1.05：1确定用量；本发明专利技术提供的高韧性聚乳酸基复合材料仍然保持聚乳酸可降解的特性，且制备方法简单易行，并可通过改变增韧剂软段的分子量、含量以及交联度实现对聚乳酸性能的调控。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】反应性共混増初改性聚乳酸基复合材料及其制备方法 (-)
本专利技术属于聚乳酸增初改性
，具体设及一种反应性共混增初改性聚乳酸 基复合材料及其制备方法。 (二）
技术介绍
目前，随着工业技术的飞速发展，对各种依赖于石油资源的不可降解性聚合物的 需求量不断增加，导致对石油资源的消耗不断增加W及全球性的白色污染问题日益严重， 给社会的可持续发展带来巨大挑战。为了减少对石油等不可再生资源的依赖，开发环境友 好型新材料代替传统的石油基聚合物是一种切实有效的途径。基于此，生物基高分子材料 越来越受到关注。聚乳酸（PLLA)是一种源于可再生资源的生物降解高分子材料，具有优异 的力学强度和加工性能。更为重要的是，降解的产物为二氧化碳和水，然后经光合作用重新 形成植物淀粉和葡萄糖等，运些原料又可W用来合成聚乳酸，从而形成一个闭合的碳循环。 因此聚乳酸能够满足可持续发展和低碳经济的要求，近些年来受到广泛的关注。聚乳酸可 W通过挤出、注塑、模压和烙融纺丝等成型方式成型，使之在电子电器、包装和汽车等领域， 具有广泛的应用。此外，由于聚乳酸对人体无毒、无刺激、可控制生物降解和生物相容性较 好等优点，功能化的聚乳酸也应用于生物医药方面，包括手术缝合线、骨科内固定材料和药 物载体等，所W聚乳酸也是一种备受关注的可生物降解的生物医用高分子材料。 虽然聚乳酸有W上诸多优点，但是其初性和抗冲击性较差，很大程度上限制了其 应用范围。因此，通过增初改性对解决其实际应用问题具有重要意义。目前，聚乳酸与柔性 聚合物或弹性体共混改性作为一种较为经济简便的改性方法，受到了广泛的关注。化ibata 研究者（Polymer, 2006, 47:3557-3564)采用烙融共混法分别制备了聚乳酸与PBS(聚下 二酸下二醇醋）和PB化的共混物，有效地改善了聚乳酸的初性，但是存在相容性差的问 题，相界面粘附强度较低，使得初性改善效果有限。日本东丽公司专利（CN101275011)采 用E-M-GM弹性体和碳酸巧共混的方式增初聚乳酸，但是只有在弹性体含量较高时，初性 才有明显的改善，而且牺牲了聚乳酸的力学强度。美国的Zhang研究者（Ind.化g.化em. Res. 2013, 52:4787-4793)采用EBA-GMA弹性体和锋离子离聚物增初聚乳酸，加工溫度为 240°C时，冲击强度才有明显的改善，但是加工溫度过高易导致聚乳酸降解，降低了其他力 学性能。另外，目前改性聚乳酸采用的增初改性剂多数都是石化资源物质，运无疑损失了聚 乳酸作为生物基可降解材料应用的优势。 (H)
技术实现思路
本专利技术为了克服现有增初改性聚乳酸技术的不足，提供了一种反应性共混增初改 性聚乳酸基复合材料及其制备方法。本专利技术目的在于提高聚乳酸的初性，通过在密炼机中 反应性烙融共混，在聚乳酸基体中原位聚合形成具有一定交联结构的聚氨醋弹性体增初改 性聚乳酸，从而获得一种高初性、高强度的聚乳酸基复合材料。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种反应性共混增初改性聚乳酸基复合材料，所述复合材料的原料组成为：聚乳 酸、增初剂软段、交联剂、增初剂硬段；其中，所述的聚乳酸为左旋聚乳酸；所述的增初剂软 段为聚己内醋二醇（PCL)或聚乙二醇（PEG);所述的交联剂为甘油或S径甲基丙烷（TMP); 所述的增初剂硬段为4, 4'-亚甲基双（异氯酸苯醋）（MDI)、甲苯二异氯酸醋（TDI)或六亚 甲基二异氯酸醋化DI); 所述复合材料的原料配方量为：聚乳酸70~90重量份；增初剂软段10~30重 量份；交联剂，其用量为增初剂软段重量的1%~15% ;增初剂硬段，根据其可反应性官能 团（异氯酸官能团）与增初剂软段和交联剂中总的径基官能团的物质的量之比为1. 0~ 1.05 :1确定用量。 本专利技术中，优选所述的聚乳酸为牌号4032D，美国化化reWorks公司生产的左旋 聚乳酸，密度为1. 25g/cm3,重均分子量为ISOkDa。 所述的增初剂软段（P化或PEG)为双径基封端，数均分子量为500~3000g/mol， 常溫下为蜡状固态或者粘流状液态。优选所述的增初剂软段为聚己内醋二醇（P化)。 所述的交联剂为=官能团单体，有助于形成交联结构的聚氨醋。优选所述的交联 剂为甘油。 所述的增初剂硬段含有高反应活性的异氯酸官能团，能够与增初剂软段及交联剂 的径基反应，在聚乳酸基体中原位聚合形成具有一定交联结构的聚氨醋弹性体。另外，还可 W与聚乳酸的端径基反应，起到界面增容作用。优选所述的增初剂硬段为4, 4' -亚甲基双 (异氯酸苯醋）（MDI)。 本专利技术还提供了一种所述反应性共混增初改性聚乳酸基复合材料的制备方法，所 述制备方法为： 按照配方量，将聚乳酸、增初剂软段、交联剂加到密炼机（优选转矩流变仪）中烙 融预共混，随后加入增初剂硬段，再次烙融共混直至扭矩平衡（表明已经充分反应），然后 取料，冷却至室溫即得所述的反应性共混增初改性聚乳酸基复合材料。 所述制备方法中，推荐所述烙融预共混的时间为8~lOmin;通常所述烙融预共混 和再次烙融共混总的时间为20~25min;所述烙融预共混和再次烙融共混的工艺条件均 为：溫度190~200°C，密炼机转子转速50~70巧m。 本专利技术制备得到的反应性共混增初改性聚乳酸基复合材料经干燥后，可通过本领 域通常的压延成型、注塑成型或模压成型等方法制得高初性的聚乳酸板材、管材或异型材 等。 与现有技术相比，本专利技术具有如下优点： (1)本专利技术采用可降解型柔性聚合物在聚乳酸基体中形成可降解的聚氨醋弹性 体，来增初改性可降解的环境友好型聚合物聚乳酸，所制备的高初性聚乳酸基复合材料仍 然保持其可降解性的宝贵品质，对实现可持续发展战略意义重大； (2)本专利技术所述的反应性共混改性聚乳酸基复合材料的制备方法新颖独特、效果 显著，克服了传统的简单物理共混改性聚乳酸的缺点； (3)本专利技术所述的反应性共混增初改性聚乳酸基复合材料的制备方法简单易行， 而且可W通过改变增初剂软段的分子量、含量W及交联度（调节交联剂相对于增初剂软段 的含量），实现对聚乳酸性能的调控。 (四）【附图说明】图1为实施例1、2和对比例1、3所制备的样品的冲击断面沈M图。 (五）【具体实施方式】 下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行进一步描述，但是应当理解，运些 描述只是为了进一步说明本专利技术的特征，而不是对本专利技术保护范围的限制。 阳0巧 实施例1 阳02引 （1)备料：聚乳酸40g，分子量为lOOOg/mol的PCLlOg，甘油Ig(为PCL的10% )， MDI6. 6g(其所含异氯酸官能团和pa、甘油中所含总的径基官能团的物质的量之比为1 : 1)。 (2)制备方法：按照上述配方量，将聚乳酸、P化W及甘油加入到转矩流变仪中，在 溫度为190°C、转子转速为60巧m条件下烙融预共混lOmin，随后加入MDI，再次于溫度为 190°C、转子转速为60rpm条件下烙融共混lOmin至扭矩平衡为止，表明反应完全，然后取 料，冷却至室溫即制得反应性共混增初改性聚乳酸基复合材料。在整个实验中保持共混溫 度和转速不变。将上述制备的聚乳酸基复合材料进行模压成型，模压成型溫度为190°C，压 力为l(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反应性共混增韧改性聚乳酸基复合材料，其特征在于，所述复合材料的原料组成为：聚乳酸、增韧剂软段、交联剂、增韧剂硬段；其中，所述的聚乳酸为左旋聚乳酸；所述的增韧剂软段为聚己内酯二醇或聚乙二醇；所述的交联剂为甘油或三羟甲基丙烷；所述的增韧剂硬段为4,4’‑亚甲基双(异氰酸苯酯)、甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯；所述复合材料的原料配方量为：聚乳酸70～90重量份；增韧剂软段10～30重量份；交联剂，其用量为增韧剂软段重量的1％～15％；增韧剂硬段，根据其所含异氰酸官能团与增韧剂软段和交联剂中总的羟基的物质的量之比为1.0～1.05：1确定用量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马猛，王旭，郑海明，陈思，施燕琴，吴波震，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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