一种高立构复合含量聚乳酸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高立构复合含量聚乳酸及其制备方法。由如下方法制备得到，将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂混合均匀后在密炼机或者双螺杆挤出机混炼得到立构复合聚乳酸预混物；将所得立构复合聚乳酸预混物和A混合均匀，将混合物注塑成型，注塑温度210‑250℃，模具温度160‑210℃，成型时间30‑90s，得到高立构含量聚乳酸。其中A为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸；或者左旋聚乳酸/矿物体系和右旋聚乳酸，或者左旋聚乳酸和右旋聚乳酸/矿物体系。该高立构复合含量聚乳酸能形成完善晶体，结晶度高X

【技术实现步骤摘要】
一种高立构复合含量聚乳酸及其制备方法
本专利技术涉及高分子领域，尤其涉及一种高立构复合含量聚乳酸及其制备方法。
技术介绍
随着聚乳酸推广应用的深入，其生物基来源和可堆肥降解特性的越来越受到人们的认可。为了改善聚乳酸材料韧性差、耐温低的缺点，国内外众多学者和企业围绕聚乳酸的高性能开发作出不懈努力。立构复合聚乳酸(sc-PLA，熔点220-240℃)的开发便吸引许多专家学者的注意力，立构复合聚乳酸具有的结晶度更高、耐热性能更好，熔点比普通聚乳酸高50℃以上。因此立构复合聚乳酸具备成为高耐温生物塑料的潜力，并有望向工程塑料领域应用。制备立构复合聚乳酸(sc-PLA)一般是通过将高纯度的左旋聚乳酸(PLLA)与右旋聚乳酸(PDLA)进行共混，并通过特殊工艺制备得到。尽管制备方式浅显易懂，但仍存在许多难点：1.大部分研究方法处于实验室阶段，工业化程度较难；2.制备过程无法有效抑制均聚物结晶，并促进立构复合晶生成；3.加工方式单一，通过挤出得到纺丝、粉末、线材较易实现，通过注塑加工得到较难；4.立构复合晶体熔融后再结晶生成较难。YotthaSrithep等人通过将PLLA和PDLA按照50/50的比例手摇共混注塑成型得到sc-PLA，得到的sc-PLA伴随有均聚物PLA的产生，sc-PLA熔融峰205℃，同时材料在180℃无法注塑成型。-《injectionmoldingandcharacterizationofpolylactidestereocomplex》。单独的左旋聚乳酸或右旋聚乳酸在150-170℃就可以熔融，两者混合后，需要200℃以上的温度才能熔融。US2008/207840公开了将PLLA和PDLA按照50/50的比例熔融共混后，并进行杯子的注塑成型。通过凸台和型腔的温度、停留时间控制，可以得到全立构复合晶材料，具有双熔融峰212℃/225℃，熔程宽(185～230℃)，ΔHsc为57J/g。双熔融峰、熔程宽，sc-PLA熔点温度偏低，说明晶体不纯；ΔHsc低，也说明晶体纯度差。一般ΔHsc大于60J/g，说明立构复合晶体的纯度比较好。CN107108901公开了将PLLA和PDLA以一种均聚物过量的重量比熔融共混造粒，再与未过量的均聚物进行机械共混，并进行注塑成型得到sc-PLA，所得ΔHsc＞60J/g，ΔHhc小于2J/g。ΔHsc表示的是立构复合聚乳酸结构。ΔHhc表示的是均聚物，单独的左旋聚乳酸(PLLA)或右旋聚乳酸，该值小，表示该晶种少，比较纯。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可形成较完善晶体，结晶度，高Xsc＞50％，HDT(B)>150℃。并顺利注塑成型的高立构复合含量聚乳酸。为实现上述目的，本专利技术提供一种高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，由如下方法制备得到，立构复合聚乳酸预混物的获得：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂混合均匀后在密炼机或者双螺杆挤出机混炼得到立构复合聚乳酸预混物；优选的，混炼为在120-180℃混炼4-10分钟；高立构复合含量聚乳酸的获得：将上述所得立构复合聚乳酸预混物和A混合均匀得到混合物，将混合物注塑成型，注塑温度210-250℃，模具温度160-210℃，成型时间30-90s，得到高立构含量聚乳酸；其中A为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸；或者左旋聚乳酸/矿物体系和右旋聚乳酸，或者左旋聚乳酸和右旋聚乳酸/矿物体系。进一步，所述左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的重均分子量均为50000-400000。进一步，所述结晶成核剂为P-6，LAK301，TMC-300和NA-11中的至少一种。进一步，所述立构复合聚乳酸预混物的获得中，左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂的质量比为50：50：(1-2)。进一步，所述左旋聚乳酸/矿物体系为左旋聚乳酸/滑石粉、左旋聚乳酸/玻璃纤维、左旋聚乳酸/蒙脱土、左旋聚乳酸/高岭土、左旋聚乳酸/矿物晶须、左旋聚乳酸/碳纤维中的至少一种；所述右旋聚乳酸/矿物体系为右旋乳酸/滑石粉、右旋聚乳酸/玻璃纤维、右旋聚乳酸/蒙脱土、右旋聚乳酸/高岭土、右旋聚乳酸/矿物晶须、右旋聚乳酸/碳纤维中的至少一种。所述左旋聚乳酸包括整个制备过程中使用的左旋聚乳酸的总和，或左旋聚乳酸和左旋聚乳酸/矿物体系中的左旋聚乳酸的总和；所述右旋聚乳酸时包括整个制备过程中使用的右旋聚乳酸的总和，或右旋聚乳酸和右旋聚乳酸/矿物体系中的右旋聚乳酸的总和。进一步，所述高立构复合含量聚乳酸的获得中，注塑温度为220-235℃。进一步，所述高立构复合含量聚乳酸的获得中，模具温度为180-200℃；任选的，成型时间为50-70s。进一步，所述左旋聚乳酸与右旋聚乳酸的重量比例为3:7～7:3；本专利技术还提供所述高立构复合含量聚乳酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，立构复合聚乳酸预混物的获得：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂混合均匀后在密炼机或者双螺杆挤出机混炼得到立构复合聚乳酸预混物；优选的，混炼为在120-180℃混炼4-10分钟；高立构复合含量聚乳酸的获得：将上述所得立构复合聚乳酸预混物和A混合均匀得到混合物，将混合物注塑成型，注塑温度210-250℃，模具温度160-210℃，成型时间30-90s，得到高立构含量聚乳酸；其中A为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸；或者左旋聚乳酸/矿物体系和右旋聚乳酸，或者左旋聚乳酸和右旋聚乳酸/矿物体系。本专利技术公开的结晶聚乳酸包含有左旋聚乳酸和右旋聚乳酸，重均分子量50000-400000，光学纯度均≥96％；选用的分子量范围适宜做注塑成型的产品，太高或太低都不适宜，同时分子量越高，越不容易形成立构复合聚乳酸。本专利技术公开的结晶成核剂包含P-6、LAK301、TMC-300、NA-11至少一种。本专利技术所述左旋聚乳酸/矿物体系和右旋聚乳酸/矿物体系统称为聚乳酸/矿物体系。聚乳酸/矿物体系能够帮助改善聚乳酸材料的强度，提高耐热性能，降低材料成本，拓宽产品的使用用途；本专利技术公开的聚乳酸/矿物体系，如JINYOUNGLC120(左旋聚乳酸/滑石粉体系)、HISUN213S(左旋聚乳酸/滑石粉体系)、RTP2099X121249B(左旋聚乳酸/玻璃纤维体系)、RTP2099X121249D(左旋聚乳酸/玻璃纤维体系)。本专利技术制备得到的高立构复合含量聚乳酸，其左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的组成比例范围为3:7～7:3，由于等摩尔比例的左旋聚乳酸和右旋聚乳酸更容易形成立构复合聚乳酸，偏离等摩尔比例方案会促进均聚物聚乳酸的产生。因此，更特别的组成比例为1:1。本专利技术所述高立构复合含量聚乳酸注塑方案，注塑加工温度通常在210-250℃，在该温度范围下，立构复合聚乳酸的结晶和熔融同步进行，而均聚物聚乳酸(左旋聚乳酸和右旋聚乳酸)处于完全熔融状态。同时立构复合聚乳酸具有熔融记忆，不完全熔融的立构复合聚乳酸具有利于冷却过程的结晶，因此熔融温度设置不高于250℃。当注塑加工温度低于210℃时，混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，由如下方法制备得到，/n立构复合聚乳酸预混物的获得：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂混合均匀后在密炼机或者双螺杆挤出机混炼得到立构复合聚乳酸预混物；优选的，混炼为在120-180℃混炼4-10分钟；/n高立构复合含量聚乳酸的获得：将上述所得立构复合聚乳酸预混物和A混合均匀得到混合物，将混合物注塑成型，注塑温度210-250℃，模具温度160-210℃，成型时间30-90s，得到高立构含量聚乳酸；其中A为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸；或者左旋聚乳酸/矿物体系和右旋聚乳酸，或者左旋聚乳酸和右旋聚乳酸/矿物体系。/n

【技术特征摘要】
1.一种高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，由如下方法制备得到，
立构复合聚乳酸预混物的获得：将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂混合均匀后在密炼机或者双螺杆挤出机混炼得到立构复合聚乳酸预混物；优选的，混炼为在120-180℃混炼4-10分钟；
高立构复合含量聚乳酸的获得：将上述所得立构复合聚乳酸预混物和A混合均匀得到混合物，将混合物注塑成型，注塑温度210-250℃，模具温度160-210℃，成型时间30-90s，得到高立构含量聚乳酸；其中A为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸；或者左旋聚乳酸/矿物体系和右旋聚乳酸，或者左旋聚乳酸和右旋聚乳酸/矿物体系。


2.如权利要求1所述高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，所述左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的重均分子量均为50000-400000。


3.如权利要求1所述高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，所述结晶成核剂为P-6，LAK301，TMC-300和NA-11中的至少一种。


4.如权利要求1所述高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，所述立构复合聚乳酸预混物的获得中，左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和结晶成核剂的质量比为50：50：(1-2)。


5.如权利要求1所述高立构复合含量聚乳酸，其特征在于，所述高立构复合含量聚乳酸的获得中，左旋聚乳酸/矿物体系为左旋聚乳酸/滑石粉、左旋聚乳酸/玻璃纤维、左旋聚乳酸/蒙脱土、左旋聚乳酸/高岭土、左旋聚乳酸/矿物晶须、左旋聚乳酸/碳纤维中的至少一种；
所述右旋聚乳酸/矿物体系为右旋聚乳酸/滑石粉、右旋聚乳酸/玻璃纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴腾达，杨杰，庄吉彬，陈卫，刁雪峰，申应军，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35