一种改性聚乳酸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，为解决传统聚乳酸材料阻隔性、韧性和耐热性能差的问题，提供了一种改性聚乳酸及其制备方法，所述改性聚乳酸由改性纳米锂皂石和聚丙烯酸丁酯对聚乳酸进行改性制得；所述改性纳米锂皂石为硅烷偶联剂改性纳米锂皂石。本发明专利技术通过改性纳米锂皂石与丙烯酸丁酯单体聚合，将纳米锂皂石接枝到聚丙烯酸丁酯上，使得聚丙烯酸丁酯形成交联结构；将其与聚乳酸混合后，不仅大大改善了聚乳酸产品的阻隔性能，且有效的改善了聚乳酸产品的韧性，且耐热性能也得到进一步的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚乳酸及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种纳米锂皂石及聚丙烯酸丁酯改性聚乳酸及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸是一类非常重要的线性脂肪族聚酯，来源于可再生资源例如淀粉的发酵产物-乳酸，具有优良的生物相容性、加工成型性能。聚乳酸在人体内可完全代谢，在自然环境中也较易降解，其降解产物(二氧化碳和水)对人体和自然环境无毒，可加工成一次性饭盒、包装薄膜、垃圾袋，也可用于生物医学制品等领域。在全球环境问题日益受到关注的情况下，聚乳酸的性能和应用受到许多科学工作者的重视。现阶段聚乳酸的应用受到的限制主要是由于纯聚乳酸的力学性质以及其他性质，如热稳定性、抗溶剂性、阻隔性等不能满足需要，这促使科研人员对聚乳酸材料的改性增韧进行了深入的研究。中国专利文献上公开了“一种聚乳酸改性材料”，其申请公布号为CN109401244A，该专利技术采用增韧剂和助剂改性聚乳酸树脂，解决了现有聚乳酸存在的脆性、韧性差、冲击强度较低的缺点，制得的聚乳酸改性材料具有超高韧性、无毒、无气味、无污染，安全系数高的性能，适用于多种成型工艺。但是，该专利技术聚乳酸改性材料的耐热性能较差，应用领域受限。
技术实现思路
本专利技术为了克服传统聚乳酸材料阻隔性、韧性和耐热性能差的问题，提供了一种兼具高韧性、高阻隔性和高耐热性的改性聚乳酸。本专利技术还提供了一种改性聚乳酸的制备方法，该方法步骤简单，对设备无特殊要求，条件易于控制，利于产业化。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：r>一种改性聚乳酸，由改性纳米锂皂石和聚丙烯酸丁酯对聚乳酸进行改性制得；所述改性纳米锂皂石为硅烷偶联剂改性纳米锂皂石。本专利技术通过改性纳米锂皂石与丙烯酸丁酯单体聚合，将纳米锂皂石接枝到聚丙烯酸丁酯上，使得聚丙烯酸丁酯形成交联结构；将其与聚乳酸混合后，不仅大大改善了聚乳酸产品的阻隔性能，且有效的改善了聚乳酸产品的韧性，且耐热性能也得到进一步的提高。作为优选，所述改性纳米锂皂石按照以下方法制得：先将纳米锂皂石置于有机溶液中，超声分散1～4min，得纳米锂皂石悬浮液；然后再加入锂皂石悬浮液中加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后，离心分离，干燥，即得硅烷偶联剂改性纳米锂皂石。作为优选，所述纳米锂皂石与有机溶剂的质量比为(1～3)：10。作为优选，所述纳米锂皂石与硅烷偶联剂的质量比为1：(1～3)。作为优选，所述硅烷偶联剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。作为优选，所述有机溶剂选自四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种。一种改性聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：(1)将改性纳米锂皂石与丙烯酸丁酯单体以及乳化剂、引发剂共混搅拌2～3h后，于惰性气体气氛中，60～75℃温度条件下乳液聚合，待转化率达到90％以上，加入阻聚剂，得到聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液；具体操作为：将共混液加入反应釜，使用氮气置换反应釜内气体；(2)在聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液中加入破乳剂进行破乳处理，清洗后，于70～80℃温度条件下真空干燥10～24h，得聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石；(3)将聚乳酸于70～80℃温度条件下真空干燥10～15h；(4)将步骤(2)得到的干燥后的聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石和经过步骤(3)处理后的聚乳酸加入到挤出机中，经共混、挤出、冷却、切粒、干燥，即得改性聚乳酸。作为优选，步骤(1)中，所述改性纳米锂皂石与丙烯酸丁酯单体的质量比为1:99～10:90。作为优选，步骤(4)中，所述聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石和聚乳酸的质量比为5:95～40:60。作为优选，步骤(1)中，所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚环氧乙烷乙氧基化硬脂醇、聚氧乙烯月桂醚中的一种或多种；作为优选，步骤(1)中，所述引发剂选自过氧化苯甲酰及其衍生物、偶氮二异丁腈及其衍生物、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)乙烷及其衍生物、过氧化二异丙苯及其衍生物中的一种或几种；所述阻聚剂为苯二酚。作为优选，步骤(2)中，所述破乳剂为乙醇。作为优选，步骤(4)中，所述挤出机为双螺杆挤出机；挤出温度为170～200℃，挤出机转速为50～100r/min，共混时间为5～30min。因此，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过改性纳米锂皂石与丙烯酸丁酯单体聚合，将纳米锂皂石接枝到聚丙烯酸丁酯上，使得聚丙烯酸丁酯形成交联结构；将其与聚乳酸混合后，不仅大大改善了聚乳酸产品的阻隔性能，且有效的改善了聚乳酸产品的韧性，且耐热性能也得到进一步的提高。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作进一步具体的说明。在本专利技术中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。实施例1(1)取10g纳米锂皂石置于100g丙酮中，50KHZ功率条件下超声分散1分钟，得到纳米锂皂石悬浮液；在纳米锂皂石悬浮液中加入15g3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和15g3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷进行改性，离心分离并干燥后，得到改性纳米锂皂石；(2)取1g改性纳米锂皂石与20g丙烯酸丁酯单体以及聚环氧乙烷乙氧基化硬脂醇、十二烷基硫酸钠和过氧化苯甲酰一起共混搅拌2小时后，加入反应釜，使用氮气置换反应釜内气体，再升温、搅拌，在75℃下进行乳液聚合；待转化率达到90％以上后，加入0.1g对苯二酚，得到聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液；(3)将聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液用乙醇破乳后清洗，经过多次清洗后，放入70℃的真空烘箱中，烘干24小时，得到干燥后的聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石，备用；(4)将聚乳酸放入70℃的真空烘箱中，烘干15小时，备用；(5)取20g干燥的聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石和80g聚乳酸投入挤出机中，经共混、挤出、冷却、切粒、干燥，即得改性聚乳酸；挤出温度为170℃，挤出机转速为100r/min，共混时间为30min。实施例2(1)取10g纳米锂皂石置于30g四氢呋喃中，40KHZ功率条件下超声分散2分钟，得到纳米锂皂石悬浮液；在纳米锂皂石悬浮液中加入15g3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行改性，离心分离并干燥后，得到改性纳米锂皂石；(2)取0.6g改性纳米锂皂石与20g丙烯酸丁酯单体以及聚氧乙烯月桂醚、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)乙烷一起共混搅拌3小时后，加入反应釜，使用氮气置换反应釜内气体，再升温、搅拌，在60℃下进行乳液聚合；待转化率达到90％以上后，加入0.1g对苯二酚，得到聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液；(3)将聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液用乙醇破乳后清洗，经过多次清洗后，放入80℃的真空烘箱中，烘干10小时，得到干燥后的聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石，备用；(4)将聚乳酸放入80℃的真空烘箱中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚乳酸，其特征在于，由改性纳米锂皂石和聚丙烯酸丁酯对聚乳酸进行改性制得；所述改性纳米锂皂石为硅烷偶联剂改性纳米锂皂石。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性聚乳酸，其特征在于，由改性纳米锂皂石和聚丙烯酸丁酯对聚乳酸进行改性制得；所述改性纳米锂皂石为硅烷偶联剂改性纳米锂皂石。


2.根据权利要求1所述的一种改性聚乳酸，其特征在于，所述改性纳米锂皂石按照以下方法制得：先将纳米锂皂石置于有机溶液中，超声分散，得纳米锂皂石悬浮液；然后再加入锂皂石悬浮液中加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后，离心分离，干燥，即得硅烷偶联剂改性纳米锂皂石。


3.根据权利要求2所述的一种改性聚乳酸，其特征在于，所述纳米锂皂石与有机溶剂的质量比为(1～3)：10；所述纳米锂皂石与硅烷偶联剂的质量比为1：(1～3)。


4.根据权利要求2所述的一种改性聚乳酸，其特征在于，所述有机溶剂选自四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种。


5.一种如权利要求1-4任一所述的改性聚乳酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将改性纳米锂皂石与丙烯酸丁酯单体以及乳化剂、引发剂共混搅拌均匀后，于惰性气体气氛中，60～75℃温度条件下乳液聚合，待转化率达到90％以上，加入阻聚剂，得到聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液；
(2)在聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石乳液中加入破乳剂进行破乳处理，清洗后，于70～80℃温度条件下真空干燥10～24h，得聚丙烯酸丁酯-纳米锂皂石；
(3)将聚乳酸于70～80℃温度条件下真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：方圆，张发饶，
申请(专利权)人：宁波能之光新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33