本发明专利技术属于高分子材料加工领域，涉及长碳链尼龙改性的聚乳酸材料，以及该材料的制备方法。一种高韧、高耐热的聚乳酸/长碳链尼龙共混物，其特征是，所述聚乳酸/长碳链尼龙共混物包括以下组分：聚乳酸为60-98.5wt％，长碳链尼龙为1-35wt％，反应增容剂为0.5-5wt％。本发明专利技术通过加入长碳链尼龙，大幅度提高了聚乳酸的韧性和耐热性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料加工领域，涉及聚乳酸共混物，特别涉及长碳链尼龙(LCCPA)改性的聚乳酸(PLA)材料，以及该材料的制备方法。
技术介绍
随着高分子材料的发展，石油基聚合物在人们日常生活中得到了广泛的应用。但这些材料来源于不可再生资源，而且在自然环境中难以降解，造成环境污染和资源短缺。聚乳酸(PLA)是ー种可生物降解的脂肪族聚酷，它通过使用可再生的植物资源 (如玉米等)所生产的淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。聚乳酸材料具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成ニ氧化碳和水，对环境污染小，因此成为近年来研究和开发的热点。同时，它还具有良好的力学性能，较好的热塑性加工性能，因此，在一定程度上可以代替传统热塑性塑料，应用于塑料器件、薄膜、纤维的生产。但是PLA分子间的氢键作用カ大，分子柔顺性差，导致PLA基聚合物材料脆性大，冲击性能差，同时聚乳酸的结晶速率慢，加工后仍处于非晶状态，当温度高于玻璃化转变温度(55°C)后，制品的尺寸稳定性差，因此限制了其在诸多领域的应用。为了提高PLA的韧性和耐热性，研究者们采用了很多方法，包括化学方法如共聚方法，及物理方法如共混方法进行改性。由于化学共聚方法エ艺复杂，成本高，而物理共混与之相比则是ー种相对简单易行的方法，其应用更为广泛。中国专利技术专利CN03117482.5公开了采用柠檬酸三丁酯等小分子增韧改性聚乳酸的报道，其中所得膜断裂伸长率可以达到330 %，但是小分子在聚合物中容易发生迁移，导致材料強度降低，从而限制了聚乳酸共混物的应用。CN03149911. 2公开了ー种生物可降解树脂复合物，通过加入无机填料如滑石粉、蒙脱土等可以提高聚乳酸的耐热性，但是通常力学性能会有大幅度的降低。添加合适种类的聚合物，可以实现不同组分之间的优势互补，改善PLA脆性或耐热性能，但现有技术中还无法同时提高聚乳酸共混物的韧性、耐热性、力学強度等综合性倉^:。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种聚乳酸长碳链尼龙共混物，通过加入长碳链尼龙，大幅度提高了聚乳酸的韧性和耐热性。为了实现本专利技术的目的，特采用如下技术方案；一种高韧、高耐热的聚乳酸/长碳链尼龙共混物，其特征是，所述聚乳酸/长碳链尼龙共混物包括以下组分聚乳酸60-98. 5wt%长碳链尼龙 l-35wt%反应增容剂 0.5-5wt%。长碳链尼龙(LCCPA)具有优异的综合力学性能，柔韧性好，耐冲击強度高，同时具有较高的耐热温度和断裂伸长率，本专利技术通过添加长碳链尼龙和反应增容剂，大幅度提高了聚乳酸(PLA)的韧性和耐热性。另外，本专利技术提供的聚乳酸/长碳链尼龙共混物在具有较好的韧性和耐热性的同时，还具有较好的力学性能。上述共混物通过将各组分混合均匀后，采用双螺杆挤出机在温度为170 220°C下进行熔融共混而制得。本专利技术提供的高韧、高耐热的聚乳酸/长碳链尼龙共混物的理化性能參数如下拉伸强度52-70Mpa，缺ロ冲击强度15_48KJ/m2，断裂伸长率45-180 %，维卡软化温度75-110°C。优选的，所述聚乳酸/长碳链尼龙共混物包括以下组分 聚乳酸70_85wt%长碳链尼龙 10-25 ^%反应增容剂 2_5wt%。优选的，所述共混物还包括纳米粒子和成核剂，所述共混物中各组分的质量百分含量为聚乳酸60-97. 9wt%长碳链尼龙 l_32wt%反应增容剂 0.5_5wt%纳米粒子O. 5~2wt%成核剂O. I-Iwt%。更优选的，述共混物中各组分的质量百分含量为聚乳酸70_85wt%长碳链尼龙10_25wt%反应增容剂2_5wt%。纳米粒子O. 5~2wt%成核剂O. I-Iwt%。本专利技术中，通过在共混物中加入纳米粒子和成核剂，进ー步提高了聚乳酸/长碳链尼龙共混物材料的強度和耐热性。所述聚乳酸为L-乳酸和D-乳酸的均聚物或共聚物，所述聚乳酸的重均分子量为10万 30万。所述长碳链尼龙为酰胺键氮间的碳原子数大于10，所述长碳链尼龙选自尼龙1212、尼龙1012、尼龙1010、尼龙1013、尼龙1014、尼龙1113、尼龙1313、尼龙1414、尼龙1014、尼龙1616中的至少ー种；优选的，所述长碳链尼龙选自尼龙1010、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1013、尼龙1014中的至少ー种。所述反应增容剂包括ニ异氰酸酷、多异氰酸酷、异氰酸酯封端的预聚物中的ー种或多种。优选的，所述ニ异氰酸酯包括4，4’- ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯(MDI)、I，6_六亚甲基ニ异氰酸酯(HDI)、甲苯ニ异氰酸酯(TDI)。优选的，所述多异氰酸酯包括多苯基多次甲基多异氰酸酯(PAPI)。所述异氰酸酯封端的预聚物为ニ异氰酸酯或多异氰酸酯和低分子量ニ醇的反应产物；优选的，所述异氰酸酯封端的预聚物包括4，4’ - ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯(MDI)与低分子量ニ醇的反应产物、1，6_六亚甲基ニ异氰酸酯(HDI)与低分子量ニ醇的反应产物、甲苯ニ异氰酸酯(TDI)与低分子量ニ醇的反应产物、多苯基多次甲基多异氰酸酯(PAPI)与低分子量ニ醇的反应产物；所述低分子量ニ醇优选包括聚こニ醇、聚丙ニ醇、聚丁ニ醇；所述的低分子量ニ醇的分子量是60-900。本专利技术以长碳链尼龙为分散相同时添加异氰酸酷类反应增容剂，极大地改善了聚乳酸与长碳链尼龙的界面相容性和相互作用，提高了聚乳酸韧性和耐热性，现有技术中，尚未见到以长碳链尼龙为分散相同时添加异氰酸酯类反应增容剂以提高聚乳酸韧性和耐热性的相关专利和报道。所述纳米粒子包括SiO2、蒙脱土、碳纳米管、石墨烯、聚倍半硅氧烷中的一种或多 种。所述成核剂为多酰胺类化合物；优选的，所述成核剂包括TMC-328、TMB_5、N，N-乙撑双(12-羟基硬脂酰胺)、N，N-こ撑双硬脂酰胺、N，N' -ニ环己基-2，6_萘ニ甲酰胺。优选的，本专利技术提供的高韧、高耐热的聚乳酸/长碳链尼龙共混物的理化性能參数如下61-70Mpa，缺ロ冲击强度27_48KJ/m2，断裂伸长率129-180 %，维卡软化温度95-110°C。本专利技术还提供了一种高韧、高耐热的聚乳酸/长碳链尼龙共混物的制备方法，所述制备方法包括将聚乳酸、长碳链尼龙和反应增容剂混合均匀后，然后通过双螺杆挤出机在温度为170 220°C下挤出、牵伸、造粒制备树脂，或者直接通过挤出成型、吹塑成型、注射成型方法制得制品。优选的所述双螺杆挤出机的挤出温度为175 210°C。本专利技术通过双螺杆挤出机将聚乳酸与长碳链尼龙以及反应增容剂进行共混，使长碳链尼龙能均匀分散于聚乳酸基体中，所得的聚乳酸/长碳链尼龙共混物的韧性、耐热性与纯聚乳酸材料相比显著提高。与现有技术相比，本专利技术的优势为I.本专利技术以长碳链尼龙为分散相同时添加反应增容剂，极大地改善了聚乳酸与长碳链尼龙的界面相容性和相互作用，提高了聚乳酸韧性和耐热性。2.本专利技术提供的聚乳酸/长碳链尼龙共混物还具有较好的力学性能。3.本专利技术提供的制备方法简单易行，其应用更为广泛。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行进ー步详细的说明，但并不因此而限制本专利技术，在不脱离本专利技术设计思想的前提下，本领域技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本专利技术的保护范围。实施例I以重量百分数计，将9本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高韧、高耐热的聚乳酸/长碳链尼龙共混物，其特征是，所述聚乳酸/长碳链尼龙共混物包括以下组分 聚乳酸60-98. 5wt% 长碳链尼龙 l-35wt% 反应增容剂 0.5-5wt%。2.根据权利要求I所述的共混物，其特征是，所述共混物还包括纳米粒子和成核剂，所述共混物中各组分的质量百分含量为聚乳酸60-97.9wt%长碳链尼龙l-32wt%反应增容剂0.5-5 wt%纳米粒子0.5-2 wt%成核剂0.1-1 wt%。3.根据权利要求I或2所述的共混物，其特征是，所述聚乳酸为L-乳酸和D-乳酸的均聚物或共聚物，所述聚乳酸的重均分子量为10万 30万。4.根据权利要求I或2所述的共混物，其特征是，所述长碳链尼龙选自尼龙1212、尼龙1012、尼龙1010、尼龙1013、尼龙1014、尼龙1113、尼龙1313、尼龙1414、、尼龙1616中的至少ー种；优选的,所述长碳链尼龙选自尼龙1010、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1013、尼龙.1014中的至少ー种。5.根据权利要求I或2所述的共混物，其特征是，所述反应增容剂包括ニ异氰酸酷、多异氰酸酷、异氰酸酯封端的预聚物中的ー种或多种。6.根据权利要求5所述的共混物，其特征是，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：董侠，邢倩，高昀鋆，周勇，刘国明，赵莹，刘学新，王笃金，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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