长支链聚乳酸材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长支链聚乳酸材料及其制备方法。所述的制备方法包括：将聚乳酸、环状有机过氧化物、丙烯酸酯类化合物以及选定助剂均匀混合得到混合物；将所述混合物熔融挤出，制得长支链聚乳酸材料。本发明专利技术提供的长支链聚乳酸材料的制备方法过程低成本且连续化，适用于产业化；本发明专利技术提供的长支链聚乳酸材料，通过丙烯酸酯化合物协同低含量环状有机过氧化物改性聚乳酸，减少了挥发物的残留，发泡性能和耐热性能显著提高，扩宽了聚乳酸材料在与食品接触的产品领域中的应用。品接触的产品领域中的应用。品接触的产品领域中的应用。

【技术实现步骤摘要】
长支链聚乳酸材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种长支链聚乳酸材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸(Poly Lactic Acid，PLA)具有生物降解性、可再生性、生物相容性等优势，在包装材料、日用品、汽车内饰件、组织工程和生物医药等领域具有广阔的应用前景。但是，聚乳酸存在刚性强，缺乏柔性、熔体强度低、耐热性能差，加工性能较差的问题，成型过程中需要进行改性。据报道，将长支链结构引入聚乳酸分子链中可以同时改善其熔体强度和结晶性能。目前采用线性过氧化物(LOP)诱导改性聚乳酸制备LCB
‑
PLA已被广泛研究，然而，采用支化促进剂协同LOP制备的LCB
‑
PLA极易形成化学交联结构，这会大大降低其加工流动性，并且会形成大量挥发性物质并残留，限制了其在与食品接触的产品领域中的应用。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种长支链聚乳酸材料及其制备方法，通过采用环状有机过氧化物(COP)诱导聚乳酸制备长支链聚乳酸(LCB
‑
PLA)，从而制备一种性能优异的长支链聚乳酸。
[0004]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0005]第一方面，本专利技术提供长支链聚乳酸材料的制备方法，包括：
[0006]将聚乳酸、环状有机过氧化物、丙烯酸酯类化合物以及选定助剂均匀混合得到混合物；
[0007]将所述混合物熔融挤出，制得长支链聚乳酸材料。
[0008]第二方面，本专利技术还提供一种上述制备方法制得的长支链聚乳酸材料，所述长支链聚乳酸材料的维卡软化温度为150
‑
170℃，多分散指数为2.0
‑
3.0。
[0009]基于上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0010]1、本专利技术提供的长支链聚乳酸材料的制备方法过程低成本且连续化，适用于产业化。
[0011]2、本专利技术提供的长支链聚乳酸材料，通过丙烯酸酯化合物协同低含量环状有机过氧化物改性聚乳酸，减少了过氧化物的使用从而降低挥发物的残留，发泡性能和耐热性能显著提高，扩宽了聚乳酸材料在与食品接触的产品领域中的应用。
[0012]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的一些典型实施案例提供的聚乳酸材料的性能测试折线图。
具体实施方式
[0014]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0015]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0016]本专利技术实施例提供一种长支链聚乳酸材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017]将聚乳酸、环状有机过氧化物、丙烯酸酯类化合物以及选定助剂均匀混合得到混合物。
[0018]将所述混合物熔融挤出，制得长支链聚乳酸材料。
[0019]其中，所述的选定助剂可以包括抗氧化剂，还可以包括诸如成核剂、相容剂、润滑剂以及着色剂等其他功能助剂，上述选定助剂均为常见的聚乳酸材料助剂，均可通过市购获得；所述的熔融挤出是指将所述混合物加热至其熔点以上并将其通过加压或施加机械动力的方式将其挤出成型，以使所述混合物中的各个组分达到分子级混合并产生改性反应，熔融挤出的方式可以是下述双螺杆挤出，也可以是单螺杆挤出或热熔挤出机进行挤出。
[0020]直链有机过氧化物反应活性高，容易导致改性P L A产生交联结构(出现“凝胶”)、流动性较差，有机过氧化物的分解产物含有大量毒性较大和刺激性小分子物质(如苯乙酮、丙酮、丁酮和甲醇等)；而在上述技术方案中，与直链有机过氧化物相比，环状过氧化物中环状结构导致CO
‑
C
‑
CO键角减小，并且环系与过氧化物氧上孤对电子排斥作用，使得过氧化物具有更加温和的反应活性。
[0021]在一些实施方案中，所述聚乳酸可以包括线型左旋聚乳酸。
[0022]在一些实施方案中，所述聚乳酸的密度可以为1.24
‑
2g/cm3，在温度为235℃、压力为2.32kg条件下的熔体流动指数可以为7
‑
10g/10min。
[0023]在一些实施方案中，所述环状有机过氧化物可以包括：丙二酰环状过氧化物、邻苯二甲酰过氧化物中的任意一种或两种的组合。
[0024]在一些实施方案中，所述混合物中环状有机过氧化物的含量可以为0.1
‑
1wt％。
[0025]在一些实施方案中，所述丙烯酸酯类化合物优选可以为多官能度的丙烯酸酯类化合物。
[0026]在一些实施方案中，所述丙烯酸酯类化合物可以包括三烯丙基异氰脲酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯以及均苯三甲酸三烯丙酯的一种或两种以上的组合。
[0027]在一些实施方案中，所述混合物中丙烯酸酯类化合物的含量可以为0.1
‑
1.5wt％。
[0028]在一些实施方案中，所述选定助剂可以包括抗氧化剂。
[0029]在一些实施方案中，所述抗氧化剂可以包括四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N，N
′‑
双
‑
(3
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰基)己二胺、1，3，5
‑
三甲基
‑
2，4，6
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯甲基)苯)中的一种或两种以上的组合。
[0030]在一些实施方案中，所述混合物中抗氧化剂的含量可以为0.2
‑
1.5wt％。
[0031]在一些实施方案中，所述制备方法具体可以包括：利用双螺杆挤出机熔融挤出所
述混合物，制得长支链聚乳酸材料。
[0032]在一些实施方案中，所述双螺杆挤出机从加料口至模口的温度可以设置为150
‑
300℃。
[0033]在一些实施方案中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速可以设置为80
‑
250r/min。
[0034]在一些实施方案中，所述混合物在双螺杆挤出机内的停留时间可以为100
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长支链聚乳酸材料的制备方法，其特征在于，包括：将聚乳酸、环状有机过氧化物、丙烯酸酯类化合物以及选定助剂均匀混合得到混合物；将所述混合物熔融挤出，制得长支链聚乳酸材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸包括线型左旋聚乳酸；优选的，所述聚乳酸的密度为1.24
‑
2g/cm3，在温度为235℃、压力为2.32kg条件下的熔体流动指数为7
‑
10g/10min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环状有机过氧化物包括：丙二酰环状过氧化物、邻苯二甲酰过氧化物中的任意一种或两种的组合。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中环状有机过氧化物的含量为0.1
‑
1wt％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物包括三烯丙基异氰脲酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯以及均苯三甲酸三烯丙酯的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中丙烯酸酯类化合物的含量为0.1
‑
1.5wt％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述选定助剂包括抗氧化剂；优选的，所述抗氧化剂包括四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β
‑
(3，5

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娣平，李浩，
申请(专利权)人：浙江德龙新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：