技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種完全生物降解增韌型聚乳酸樹脂及制備方法。

背景技術(shù)

改善聚乳酸(PLA)的柔韌性能一直是將PLA推向市場(chǎng)化的重要研究課題之一。市場(chǎng)化的前提包括廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能，良好的可加工性，較低的成本。在能源危機(jī)，環(huán)境污染嚴(yán)重的當(dāng)今，給綠色塑料PLA提供了巨大的商機(jī)和市場(chǎng)前景。PLA的應(yīng)用領(lǐng)域已包括包裝、紡織、餐飲、輕工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。PLA可進(jìn)行吹膜、擠片、注塑、吸塑、紡絲、擠管、發(fā)泡等加工。制品有包裝膜、農(nóng)用地膜、餐具、文具、玩具、服裝等。

PLA具有剛性強(qiáng)硬度高，加工容易，性能適中，并可完全生物降解等優(yōu)點(diǎn)。但韌性差熔體強(qiáng)度低價(jià)格偏高一直制約著PLA的進(jìn)一步應(yīng)用推廣。因此針對(duì)PLA的不足進(jìn)行增韌改性，降低成本就成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。提高PLA的柔韌性最直接和簡(jiǎn)便的方法就是共混改性。PLA可以和塑料、橡膠(彈性體)、填料或增塑劑等共混，達(dá)到改性的目的。例如專利CA1475530A加入聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、專利CN1250065A加入聚碳酸酯(PC)專利CN1701082加入聚甲醛(POM)等；還有混入增塑劑的專利CN1793228。但是，由于PLA屬于脂肪族聚酯，與很多種聚合物的相容性都較差，共混后體系的力學(xué)性能會(huì)下降。因此，兼顧成本、衛(wèi)生、環(huán)境友好等因素的同時(shí)，提高共混組分間的相容性，實(shí)現(xiàn)物理力學(xué)性能的提高是大家關(guān)注的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是一種完全生物降解增韌型聚乳酸樹脂及制備方法。其是提高PLA韌性的一項(xiàng)技術(shù)，將一種丙烯酸酯類共聚物作為增韌劑與PLA進(jìn)行共混，從而獲得一種增韌型聚乳酸樹脂及其制備方法。

一種完全生物降解增韌型聚乳酸樹脂，其成分及配比如下：

聚乳酸(PLA)基礎(chǔ)樹脂，加入質(zhì)量份數(shù)為60-95份；

增韌劑為丙烯酸乙酯(EA)-丙烯酸丁酯(BA)-丙烯酸(AA)三元共聚物，加入質(zhì)量份數(shù)為5-40份；所述的增韌劑組成的EA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-55％，BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-55％，AA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％；

抗氧劑為商品名稱B215復(fù)合型抗氧劑，其組成為質(zhì)量配比為1比2的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4，-二叔丁基苯基)酯；其加入的質(zhì)量份數(shù)為：0.5份。

一種完全生物降解增韌型聚乳酸樹脂的制備方法的步驟和條件如下：按配比，把聚乳酸(PLA)基礎(chǔ)樹脂、增韌劑和抗氧劑在60℃烘箱中干燥，然后在橡塑混煉機(jī)上密煉，工藝溫度180℃，轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分，時(shí)間5分鐘，得到一種完全生物降解增韌型聚乳酸樹脂。

本發(fā)明的共混樹脂中增韌劑含量為5％時(shí)，拉伸強(qiáng)度為41.8-46.7MPa。斷裂伸長率為13-97％。Izod沖擊強(qiáng)度為6.6-7.9KJ/m²。增韌劑含量為40％時(shí)，拉伸強(qiáng)度為7.7-8.9MPa。斷裂伸長率為10-25％。Izod沖擊強(qiáng)度為7.4-11.9KJ/m²。

有益效果：PLA與增韌劑具有較好的相容性，可按任意比例進(jìn)行混合；增韌劑成本低，混合后可減低成本；原材料無毒無害，產(chǎn)品應(yīng)用安全衛(wèi)生；適當(dāng)調(diào)整增韌劑單體配比和增韌劑用量，在較寬的范圍內(nèi)都會(huì)得到性能優(yōu)良的增韌材料。可用于制備薄膜、板材、片材、發(fā)泡和注塑成型塑料制品。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：將8萬分子量的基礎(chǔ)樹脂PLA95份，增韌劑(EA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％、BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％、AA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的三元共聚物)5份，抗氧劑(B215)0.5份加入混煉機(jī)中，于180℃，40轉(zhuǎn)/分，5分鐘條件下密煉，測(cè)得拉伸強(qiáng)度41.8Mp。伸長率97％。Izod沖擊強(qiáng)度7.9KJ/m²。

實(shí)施例2：將8萬分子量的基礎(chǔ)樹脂PLA90份，增韌劑(EA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％/BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％/AA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％三元共聚物)10份，抗氧劑(B215)0.5份加入混煉機(jī)中，于180℃，40轉(zhuǎn)/分，5分鐘條件下密煉。共混物測(cè)得拉伸強(qiáng)度39.4Mp。伸長率122％。Izod沖擊強(qiáng)度8.0KJ/m²。

實(shí)施例3：將8萬分子量的基礎(chǔ)樹脂PLA80份，增韌劑(EA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％/BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％/AA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％三元共聚物)20份，抗氧劑(B215)0.5份加入混煉機(jī)中，于180℃，40轉(zhuǎn)/分，5分鐘條件下密煉。共混物測(cè)得拉伸強(qiáng)度26.4Mp。伸長率53％。Izod沖擊強(qiáng)度8.4KJ/m²。