一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高韧性聚乳酸合金材料及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明专利技术提供一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料，所述合金材料的成分及其配比为：聚乳酸90重量份，ABS 10重量份；所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为180％～220％。本发明专利技术在聚乳酸中添加一定比例的ABS，从而使得聚乳酸/ABS合金材料在不填加第三组分的情况下所得合金材料的断裂伸长率大大提高。

High toughness polylactic acid /ABS alloy material and preparation method thereof

The invention relates to a high toughness polylactic acid alloy material and a preparation method thereof, belonging to the field of polymer materials. The invention provides a high toughness polylactic acid /ABS alloy material, composition and ratio of the alloy material is polylactic acid 90 weight portions of ABS, 10 weight; the elongation of the high toughness of polylactic acid /ABS alloy is 180% ~ 220%. In the invention, a certain proportion of ABS is added to the polylactic acid, so that the elongation at break of the alloy material of polylactic acid /ABS alloy is greatly improved without adding third components.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高韧性聚乳酸合金材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
聚乳酸PLA是一种新型可降解材料，来源于植物淀粉发酵产生的乳酸，经化学转化而成。PLA作为一种生物相容且可降解的热塑性脂肪族聚酯，具有高强度，高模量，低碳环保等优点。但是PLA结晶速度慢，导致加工产品强度不够高，耐热性能差，此外，PLA韧性差，在常温下是一种硬而脆的材料，很大程度上限制了PLA的应用。针对上述问题，人们通过在聚乳酸中添加填料，弹性体等来提高聚乳酸的性能，扩展其应用范围。ABS含有丁二烯橡胶相，作为一种重要的增韧剂，被广泛用在增韧工程塑料上。通过与不同结构的ABS进行熔融共混，可以得到不同相容性、不同性能和不同使用用途的聚乳酸/ABS合金，从而得到用途广泛的聚乳酸/ABS合金材料。鉴于聚乳酸和ABS物理力学性能上的互补性，制备聚乳酸和ABS的合金材料具有重要的应用价值。非专利文献(EuroPolymJ2009；45:738-746)将聚乳酸和ABS进行熔融共混制备高分子合金材料，然而由于聚乳酸和ABS缺乏相容性，制备材料相区尺寸大、界面粘结较差，因而材料力学性能未得到很大改善。鉴于此，研究者往往需要在ABS和聚乳酸中引入第三组份或者添加其他助剂；如公告号为CN102040813B专利公开了一种聚乳酸-ABS树脂合金材料及其制备方法，即其在聚乳聚乳酸和ABS中添加相容剂、增韧剂、滑石粉和偶联剂使得所得合金材料具有良好的抗冲击性能、热变形温度和可降解性能。又如公开号为CN103965599A的专利申请公开了一种聚乳酸/ABS合金材料及其制备方法，该合金材料包括聚乳酸、ABS和第三组分，所述第三组分为线形共聚物或梳形接枝共聚物。由此可见，为了制备高韧性聚乳酸/ABS合金材料，必须在其中引入第三组份或者相容剂、增韧剂等其他助剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其可以不引入第三组分或者相容剂、增韧剂等其他助剂，所得合金材料的力学性能也较好。本专利技术的技术方案：本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料，由包含以下重量份的组份制成：聚乳酸90份，ABS10份。所述聚乳酸的重均分子量为5万～20万。所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为180％～220％。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供上述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，将聚乳酸、ABS材料在聚乳酸和ABS的熔点以上、热分解温度以下按照上述配比进行熔融共混。进一步，所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法包括如下步骤：1)聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为：从进料口到口模依次是90～110℃，140～150℃，170～180℃，180～190℃，190～200℃，185～195℃，挤出速度450～500r/min；2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力：60～120MPa，注射速率：40～80mm/s。进一步，上述方法的步骤2)中，微注射成型工艺中，注射温度：195～210℃，模具温度：20～30℃。本专利技术要解决的第三个技术问题是提供一种提高聚乳酸韧性的方法，即在聚乳酸中加入ABS，其中，聚乳酸与ABS的质量比为9：1。进一步，所述提高聚乳酸韧性的方法为：在聚乳酸中加入ABS，然后在聚乳酸和ABS的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混。更进一步，所述提高聚乳酸韧性的方法，包括如下步骤：1)聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为：从进料口到口模依次是90～110℃，140～150℃，170～180℃，180～190℃，190～200℃，185～195℃，挤出速度450～500r/min；2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力：60～120MPa，注射速率：40～80mm/s。进一步，上述方法的步骤2)中，微注射成型工艺中，注射温度：195～210℃，模具温度：20～30℃。本专利技术的有益效果：本专利技术在聚乳酸中添加一定比例的ABS，从而使得聚乳酸/ABS合金材料在不填加第三组分的情况下所得合金材料的断裂伸长率大大提高。附图说明：图1为实施例和对比例所得PLA/ABS合金材料的应力-应变图。具体实施方式以下实施例只是几种典型的实施方式，并不能起到限制本专利技术的作用，本领域的技术人员可以参照实施例对技术方案进行合理的设计，同样能够获得本专利技术的结果。实施例190重量份ABS粒料与10重量份PLA混合后在同向双螺杆挤出机上挤出造粒，温度范围从进料口到口模依次是(100,145,175,185,190,195,190)，螺杆转速为470r/min。挤出后的样品在真空干燥箱中60℃干燥8h。测试样制备：运用Babyplast610P型微注射成型机制备拉伸样条，样条标距7mm，试样厚度0.5mm,试样宽度3mm；其中，注塑工艺参数如下：计量位置：20mm；冷却时间：13s；注射压力：80MPa，注射速率为60mm/s，开模行程：74mm，锁模压力：60MPa，各段温度：塑化210℃，注射室205℃，射嘴195℃，模温25℃。拉伸测试运用万能拉伸试验机(型号UTM2203,深圳三思纵横科技有限公司)，力传感器选用2000N，拉伸速度为2mm/min，得到拉伸强度和断裂伸长率。每组试样至少拉20个样条，所得应力-应变曲线如图1所示。实施例290重量份ABS粒料与10重量份PLA混合后在同向双螺杆挤出机上挤出造粒，温度范围从进料口到口模依次是(100,145,175,185,190,195,190)，螺杆转速为470r/min。挤出后的样品在真空干燥箱中60℃干燥8h。试样制备：运用Babyplast610P型微注射成型机制备拉伸样条，样条标距7mm，试样厚度0.5mm,试样宽度3mm；其中，注塑工艺参数如下：计量位置：20mm；冷却时间：13s；注射压力：60MPa，注射速率为40mm/s，开模行程：74mm，锁模压力：60MPa，各段温度：塑化210℃，注射室205℃，射嘴195℃，模温25℃。拉伸测试运用万能拉伸试验机(型号UTM2203，深圳三思纵横科技有限公司)，力传感器选用2000N，拉伸速度为2mm/min，得到拉伸强度和断裂伸长率。每组试样至少拉20个样条，所得应力-应变曲线如图1所示。实施例390重量份ABS粒料与10重量份PLA混合后在同向双螺杆挤出机上挤出造粒，温度范围从进料口到口模依次是(100,145,175,185,190,195,190)，螺杆转速为470r/min。挤出后的样品在真空干燥箱中60℃干燥8h。试样制备：运用Babyplast610P型微注射成型机制备拉伸样条，样条标距7mm，试样厚度0.5mm，试样宽度3mm；其中，注塑工艺参数如下：计量位置：20mm；冷却时间：13s；注射压力：120MPa，注射速率为80mm/s；开模行程：74mm，锁模压力：60MPa，各段温度：塑化210度，注射室205度，射嘴195度，模温25度。拉伸测试运用万能拉伸试验机(型号UTM2203，深圳三思纵横科技有限公司)，力传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述合金材料的成分及其配比为：聚乳酸90重量份，ABS 10重量份；所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为180％～220％。

【技术特征摘要】
1.高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述合金材料的成分及其配比为：聚乳酸90重量份，ABS10重量份；所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为180％～220％。2.根据权利要求1所述的高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述聚乳酸的重均分子量为5万～20万。3.权利要求1或2所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，将聚乳酸、ABS材料在聚乳酸和ABS的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混。4.根据权利要求3所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法包括如下步骤：1)聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为：从进料口到口模依次是90～110℃，140～150℃，170～180℃，180～190℃，190～200℃，185～195℃，挤出速度450～500r/min；2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力：60～120MPa，注射速率：40～80mm/s。5.根据权利要求4所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李倩，王市伟，张剑鸣，马帅江，乔玉辉，刘梦涛，张琰焜，庞文博，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41