[发明专利]高韧性聚乳酸/交联聚氨酯复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚乳酸高分子复合材料及其制备技术领域，具体涉及一种高韧性聚乳酸/交联聚氨酯复合物及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种从可再生资源中获得的高分子材料，具有强度高，透明性好，生物相容性好，可生物降解的优点，因此被认为是最有希望代替传统石油基材料的新型环境友好材料之一。但是，由于纯聚乳酸的刚性高，韧性差，常温下表现为硬而脆，从而极大限制了其应用前景。

目前对聚乳酸的增韧改性主要是通过共聚和共混的方式，但是共聚的成本较高，不适合大规模的应用；而共混主要是添加增塑剂或是与韧性高分子共混。

添加增塑剂的方法虽然能提高聚乳酸的拉伸伸长率，但是拉伸强度下降很多，抗冲击性的改善也不大，并且稳定性差，增塑剂容易析出，因而使用一段时间后又会发脆。而大部分与韧性高分子共混的聚乳酸复合材料的拉伸伸长率虽有明显的提高，但也是以大幅度降低材料的拉伸强度为代价换取的，且抗冲击性能没有任何改善，只有少数现有技术能同时对聚乳酸的拉伸伸长率和抗冲击性能有所改善，如CN101508831A公开的一种增韧改性聚乳酸复合材料，该复合材料的拉伸伸长率和冲击强度都得到了明显的改善，但是材料的拉伸强度仍然下降了很多。

另外，还有人将聚乳酸与直链聚氨酯进行共混，但遗憾的是所获共混物与其他韧性高分子共混改性聚乳酸结果相似，如Li等人（Macromolecular Bioscience2007:7,921-928）公开的聚乳酸与直链聚酯型聚氨酯共混的结果是拉伸伸长率虽有所提高，但是拉伸强度明显下降，同时非缺口冲击强度提高不大。而Yuan等人（Polymer Bulletin1998:40,485-490）公开的在甲苯溶剂中将聚乳酸与聚己内酯交联的聚氨酯共混，所得共混物的拉伸伸长率不仅提高有限，且未考察共混物的冲击性能，加之其又为采用甲苯为溶剂的制备方法，这既不利于工业化，又不环保。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，首先提供了一种能有效改善聚乳酸断裂伸长率和抗冲击能力，而拉伸强度和模量下降有限的高韧性聚乳酸/交联聚氨酯复合物的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种由上述方法制备的高韧性聚乳酸/交联聚氨酯复合物。

为了达到本发明首要目的，本发明采用了这样一种技术解决方案，该方案的工艺步骤和条件如下：

将预先干燥的聚乳酸、大分子多元醇和/或小分子多元醇与多异氰酸酯一起加入密炼机中，在温度170-210℃，转速30-120转/分下，共混反应3-20分钟，或

将预先干燥的聚乳酸、大分子多元醇和/或小分子多元醇与多异氰酸酯于室温下搅拌混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，于温度140-220℃，转速为50-200rpm下进行反应挤出即可。

其中按质量份计聚乳酸为60-95份，优选70-85份，大分子多元醇和/或小分子多元醇与多异氰酸酯之和为5-40份，优选15～30份，且大分子多元醇和/或小分子多元醇所含羟基的摩尔数或摩尔数之和与多异氰酸酯的异氰酸根的摩尔数相等，当同时采用大分子多元醇和小分子多元醇时，小分子多元醇为大分子多元醇质量的5-30%。