本发明专利技术涉及一种具有形状记忆效应的弹性体增韧聚乳酸共混物材料及其制备方法，由聚乳酸和聚酰胺弹性体组成，其重量比为７０－９５∶５－３０；制备包括（１）将聚酰胺弹性体和聚乳酸按重量比７０－９５∶５－３０共混，共混温度为１６０－１８０℃，螺杆转速为３０－７０ｒ／ｍｉｎ，共混时间为５－１０ｍｉｎ；（２）将共混物在１６０－１８０℃下注塑成型，制成厚１ｍｍ，长度８ｃｍ的哑铃型力学样条。本发明专利技术形状记忆材料具有很高的韧性和断裂伸长率，在高拉伸下不断裂，通过加热可在短时间内恢复到原有形状，显示出良好的形状记忆效应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属高分子材料及其制备领域，特别是涉及一种具有形状记忆效应的弹性体增韧 聚乳酸共混物材料及其制备方法。
技术介绍
20世纪合成高分子材料的问世及其快速发展极大地改善了人类的生活，合成高分子材 料已与钢铁、木材以及水泥并列为材料领域的四大支柱。然而合成高分子材料巨大的生产和消费也产生了两个重大课题有限的石油资源被大量消耗和废弃聚合物导致的环境污染。这些问题已经引起了全球的高度重视。21世纪许多国家将建设可持续发展的资源循环型社会作为国策之一，开发环境友好的生物降解高分子材料已在世界范围内蓬勃兴起。高分子量的聚D，L一乳酸(PLA)，大分子呈无规则缠绕的无定型状态，其玻璃化转变 温度为55。C左右，在玻璃化温度以上5-l(TC的范围内，玻璃态转变为橡胶态。在众多已 经开发的生物降解高分子材料中，聚乳酸(PLA)被誉为最具发展潜力的品种之一。主要 因为PLA具有可完全生物降解性和以可再生资源为原料的植物来源性，而且是一种维持自 然界"碳循环平衡"的材料。所以，PLA的开发应用能够减少废弃高分子材料对环境的白 色污染，节省石油资源，抑制由于二氧化碳净排放量增加而导致的地球温室效应的加剧。PLA最早用于生物医药领域，20世纪90年代中期由美国Cargill公司成功幵发出作 为工业用的性能稳定且廉价的PLA树脂，随后许多发达国家尤其是日本在PLA的开发应用 方面做了大量的工作。现在，PLA已经应用于涂料、粘合剂、纤维和塑料各个领域。由最 初用于包转材料等短周期商品，发展到农林水产业、土木建筑业、日常生活用品等具有较 长使用周期的商品，甚至用作汽车、电子电器领域等高性能的耐久性商品。近年来，对PLA形状记忆效应的研究很少，少数的报道以专利的形式出现。Shikinami Angewandte Chemie-International Edition, 2005. 44: p. 1188-1192对由聚乳酸组成 的形状记忆材料进行了研究，得到了同时具有较好的形状记忆效应、生物降解性以及可吸 收性的聚乳酸，发现聚乳酸系形状记忆材料在60'C以上都能很快地恢复到最初的形状，并 且都显示出比较高的形状恢复率。然而，PLA常温下是一种硬而脆的材料，柔软性和抗冲击性差，断裂伸长只有1-5%左右， 这种固有的脆性限制了 PLA形状记忆效应的应用范围。因此要是PLA在较高的拉伸比下， 显示出其优异的形状记忆效应必须对PLA进行增韧改性。对PLA进行增韧改性，目前主要 有共聚改性和共混改性两种方法。而共混改性具有技术简单、经济和易于产业化等优点，因此更加吸引研究者的关注。Zhang等Polymer International, 2004. 53(6): p. 716-722 将树枝状聚合物与PLA共混，并深入研究了共混物的力学性能。Wong等Macromolecular Materials and Engineering, 2004. 289(5): p. 447-456将超支化物、亚麻纤维和PLA 共混,提高断裂伸长达到原有的314%,并研究了其断裂机理。Ren等Carbohydrate Polymers, 2008. 2008(74): p. 79-85用熔融挤出法制备了聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1， 4-丁二醇 三元共聚(PLA/PBAT)共混物，研究了聚乳酸共混物的力学性能、流变性能、热性能以及 相容性。结果表明在PBAT含量为30%时，断裂伸长率最大达到9%。 Lin等Macromolecules, 2007. 40(17): p. 6257-6267采用超支化改性聚乳酸的方法，将超支化聚合物和聚乳酸 熔融共混。不仅改善了聚乳酸的韧性，使其断裂伸长可以达到50%，同时还降低了聚乳酸 的熔体粘度，提高了加工性能。Hiroshi等Macromolecular Bioscience, 2007. 7(7): p. 921-928用生物可降解聚氨酯(PU)与PLA熔融共混，PU以微米尺度分散在PLA中起到分 散能量作用，制备出的共混物具有优良的韧性。但目前国内外的研究普遍存在着第二物质 添加量大，断裂伸长率不高的问题。第二物质添加量一般在10-50%之间，共混物的断裂伸 长一般在10-50%之间。采用何种物质与PLA共混，来更有效的改善PLA韧性，同时拥有优 良的形状记忆效应，仍是急需解决的问题。(英文的直接)聚酰胺弹性体，为一种聚四氢呋喃或聚氧乙烯和尼龙6或尼龙12的共聚物，主链含有醚键和酰胺键。聚酰胺弹性体与聚乳酸属于半相容体系，聚四氢呋喃起到增加相容性的作用。聚酰胺弹性体的加入，可以增加聚乳酸的韧性，使其拥有更高的断裂伸长率和抗冲击性能。聚酰胺弹性体的一般分子式如下<formula>formula see original document page 4</formula>hard blocksoft block
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有形状记忆效应的弹性体增韧聚乳酸共混 物材料及其制备方法，该方法制备的聚乳酸材料具有很高的韧性和断裂伸长率，在高拉申比下不断裂，通过加热可恢复到原有形状，显示出良好的记忆效应。本专利技术的一种具有形状记忆效应的弹性体增韧聚乳酸共混物材料，包括分子量为80000-200000聚乳酸和聚酰胺弹性体，其重量比为70-95: 5-30。 所述的聚乳酸和聚酰胺弹性体重量比为90-95: 5-10。所述的聚酰胺弹性体为聚四氢呋喃和尼龙6、聚四氢呋喃和尼龙12、聚氧乙烯和尼龙 6或聚氧乙烯和尼龙12的共聚物，主链含有醚键和酰胺键，优选为Arkema公司的PEBAX。本专利技术的一种具有形状记忆效应的弹性体增韧聚乳酸共混物材料的制备方法，包括下 列步骤(1) 将聚酰胺弹性体和聚乳酸按重量比70-95: 5-30共混，共混温度为160-18(TC，螺杆 转速为30-70r/min，共混时间为5-10min;(2) 将共混物在160-18(TC下注塑成型，制成厚lmm，长度8cm的哑铃型力学样条。 所述步骤(1)聚酰胺弹性体和聚乳酸共混时的质量比为5%、 10%、 20%或30%。 所述步骤(1)共混温度为180'C，螺杆转速为50r/min,共混时间为5分钟。 所述步骤(2)注塑成型温度为175°C。本专利技术的聚乳酸的分子量为80000-200000，熔点为140-170°C，玻璃化转变温度为 50-60°C，形变恢复温度低，应用面广。聚酰胺弹性体作为添加剂起到增韧目的，可以采用(1 )European Polymer Journal, Volume 13, Issue 5, 1977， Pages 343-351文献报道的方法进行 制备，简述如下将相对分子质量为200-3000的聚亚氧烷基二元醇，如聚环氧乙烷二元 醇、聚环氧丙烷二元醇或聚四氢呋喃二元醇与相对分子量为800-5000的双端羧基聚酰胺 进行熔融縮聚反映即可得到聚酰胺弹性体。反应温度为200-300°C,真空度〈267Pa，反映 时间>2h，加入四院氧基金属化合物类催化剂可提高反应速度，增加所得聚合物的分子量。(2)也可采用市售的商业化产品，如Atofina Chemicals公司牌本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有形状记忆效应的弹性体增韧聚乳酸共混物材料，包括：分子量为８００００－２０００００聚乳酸和聚酰胺弹性体，其重量比为７０－９５∶５－３０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，张伟，陈彦模，陈龙，刘峻，刘水平，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。