本发明专利技术公开了一种PLA/CA/LCHBPs共混物及其制备方法，该PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，将PLA、CA与LCHBPs进行溶液共混，即得到PLA/CA/LCHBPs共混物；LCHBPs为包含硬链段和软链段的嵌段共聚物，硬链段为MDI‑H20或MDI‑H30，软链段为PEG。本发明专利技术制备得到的PLA/CA/LCHBPs共混物的相容性变好的同时，力学性能也得到了提高，亲水性得到改善。在PLA/CA共混物中加入1.0phr LCHBPs时，PLA/CA/LCHBPs共混物的拉伸强度增幅为29％，断裂伸长率增幅为484％，薄膜撕裂强度涨幅为38.24％。
【技术实现步骤摘要】
一种PLA/CA/LCHBPs共混物及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，特别是指一种PLA/CA/LCHBPs共混物及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一种热塑性脂肪族聚酯，可以来源于生物质原料(木薯，甜菜，甘蔗等)的微生物发酵。PLA具有许多令人着迷的特性，例如良好的生物可降解性、生物相容性和抗拉强度。但是，由于在分子链段中存在半刚性结构，所以PLA的分子链柔韧性很差。因此，分子间的缠结受到极大限制，PLA在室温下表现出明显的脆性，大大限制了PLA的应用。为了克服PLA的这些缺点，需要对PLA进行改性研究。将PLA与其他生物基可降解材料(如PHBV，PBS，纤维素等)共混是一种重要的改性方法。天然纤维素被认为是世界上最丰富的生物基聚合物，而且价格低廉、可生物降解。在所有纤维素衍生物中，醋酸纤维素(CA)是最常用的一种，特别是在涂料、纺织品和薄膜材料领域。CA具有良好的力学性能和成膜性，可以对PLA进行改性。但目前研究发现PLA与CA的相容性较差，因此解决两者的相容性是我们所追求的目标。超支化聚合物具有高度支化的三维网状结构，末端还有大量的活性基团，具有溶解性好，易于成膜等优点。长链型超支化聚合物(LCHBPs)是一种典型的超支化聚合物，其末端的大量柔性长链可以与其他聚合物的分子链产生强烈缠结作用，从而改善与其他聚合物分子的相容性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种PLA/CA/LCHBPs共混物及其制备方法，在本专利技术的制备方法中，采用LCHBPs对PLA与CA的相容性进行增容改性，制备得到的PLA/CA/LCHBPs共混物的相容性变好的同时，力学性能和亲水性也得到了提高。基于上述目的，本专利技术提供的一种PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，将PLA、CA与LCHBPs进行溶液共混，即得到PLA/CA/LCHBPs共混物；所述LCHBPs为包含硬链段和软链段的嵌段共聚物，所述硬链段为MDI-H20或MDI-H30，所述软链段为PEG。在本专利技术的一些实施例中，所述LCHBPs的结构如式(Ⅰ)所示：其中，在式(Ⅰ)中，虚框中所对应的具体结构分别为：在本专利技术的一些实施例中，所述LCHBPs采用以下方法制备得到：将PEG与MDI反应得到PEG-NCO预聚物，然后将扩链剂H20或H30与PEG-NCO预聚物进行扩链反应得到LCHBPs。合成路线如下所示：在本专利技术的一些实施例中，所述将PEG与MDI反应得到PEG-NCO预聚物的步骤包括：将脱水的PEG和过量的MDI溶解在DMF中，在真空中于75～85℃反应2.5～3.5h，得到PEG-NCO预聚物的混合溶液。在本专利技术的一些实施例中，所述将扩链剂H20或H30与PEG-NCO预聚物进行扩链反应得到LCHBPs的步骤包括：将扩链剂H20或H30溶解在DMF中，然后添加到PEG-NCO预聚物的混合溶液中，扩链反应1.5～2.5h，然后在75～85℃下进行固化20～28h，得到LCHBPs。在本专利技术的一些实施例中，所述MDI用量的选择要确保MDI中–NCO基团与PEG和扩链剂H20或H30中–OH基团保持等摩尔数。在本专利技术的一些实施例中，所述PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：(0～5)，且LCHBPs的质量不为零。在本专利技术的一些实施例中，所述将PLA、CA与LCHBPs进行溶液共混，即得到PLA/CA/LCHBPs共混物的步骤包括：将LCHBPs加入到氯仿中，超声8～12min，静置1～3h，得到LCHBPs溶液；将PLA和CA加入到氯仿中，25～35℃下搅拌3～5h，得到PLA和CA的混合溶液；将LCHBPs溶液加入到混合溶液中，继续搅拌4～6h，得到PLA/CA/LCHBPs共混物。进一步的，本专利技术还提供了上述PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法制备得到的PLA/CA/LCHBPs共混物。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜的制备方法，将上述PLA/CA/LCHBPs共混物倒入模具中，铺膜，使氯仿挥发，得到PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜。从上面所述可以看出，本专利技术采用溶液共混法制备了PLA/CA/LCHBPs共混物，在该溶液共混法中采用LCHBPs对PLA与CA的相容性进行增容改性，制备得到的PLA/CA/LCHBPs共混物的相容性变好的同时，力学性能也得到了提高，亲水性得到改善。在PLA/CA共混物中加入1.0phrLCHBPs时，PLA/CA/LCHBPs共混物的拉伸强度增幅为29％，断裂伸长率增幅为484％，薄膜撕裂强度涨幅为38.24％，左接触角由92.3°减少为74.4°，与此同时右接触角从91.6°减少为75.1°。附图说明图1为本专利技术实施例4中不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物的力学性能图，其中图1(a)为不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物的断裂伸长率图，图1(b)为不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物的拉伸强度图，图1(c)为不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物的撕裂强度图；图2为本专利技术实施例4中不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物的DSC测试结果图；图3为本专利技术实施例4中不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物的TGA测试结果图；图4为本专利技术实施例4中不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜的撕裂断面的微观测试图，其中图4(a)为PLA/CA共混物薄膜的撕裂断面的微观测试图，图4(b)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(0.2phr，PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：0.2)的撕裂断面的微观测试图，图4(c)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(0.5phr，PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：0.5)的撕裂断面的微观测试图，图4(d)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(1.0phr，PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：1)的撕裂断面的微观测试图，图4(e)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(2.0phr，PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：2)的撕裂断面的微观测试图，图4(f)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(3.0phr，PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：3)的撕裂断面的微观测试图；图5为本专利技术实施例4中不同含量LCHBPs的PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜的亲水性能测试图，其中图5(a)为PLA/CA共混物薄膜的亲水性能测试图，图5(b)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(0.2phr，PLA、CA与LCHBPs的质量比为70：30：0.2)的亲水性能的测试图，图5(c)为PLA/CA/LCHBPs共混物薄膜(0.5phr，P本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，其特征在于，将PLA、CA与LCHBPs进行溶液共混，即得到PLA/CA/LCHBPs共混物；/n所述LCHBPs为包含硬链段和软链段的嵌段共聚物，所述硬链段为MDI-H20或MDI-H30，所述软链段为PEG。/n
【技术特征摘要】
1.一种PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，其特征在于，将PLA、CA与LCHBPs进行溶液共混，即得到PLA/CA/LCHBPs共混物；
所述LCHBPs为包含硬链段和软链段的嵌段共聚物，所述硬链段为MDI-H20或MDI-H30，所述软链段为PEG。
2.根据权利要求1所述的PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，其特征在于，所述LCHBPs的结构如式(Ⅰ)所示：
其中，在式(Ⅰ)中，虚框中所对应的具体结构分别为：
3.根据权利要求1所述的PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，其特征在于，所述LCHBPs采用以下方法制备得到：将PEG与MDI反应得到PEG-NCO预聚物，然后将扩链剂H20或H30与PEG-NCO预聚物进行扩链反应得到LCHBPs。
4.根据权利要求3所述的PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，其特征在于，所述将PEG与MDI反应得到PEG-NCO预聚物的步骤包括：
将脱水的PEG和过量的MDI溶解在DMF中，在真空中于75～85℃反应2.5～3.5h，得到PEG-NCO预聚物的混合溶液。
5.根据权利要求4所述的PLA/CA/LCHBPs共混物的制备方法，其特征在于，所述将扩链剂H20或H30与PEG-NCO预聚物进行扩链反应得到LCHBPs的步骤包括：
将扩链剂H20或H30溶解在DMF中，然后添加到PEG-NCO预聚物...
【专利技术属性】
技术研发人员：严德平，靳玉娟，许建，汪博，王春霞，孙小宏，
申请(专利权)人：合肥恒鑫环保科技有限公司，北京工商大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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