[发明专利]一种尼龙4与聚乳酸的共混材料的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及尼龙4、聚乳酸高分子材料及其制备方法；涉及一种共混后高分子材料表征和性能提升，可应用于可降解的塑料、橡胶等领域。

背景技术

塑料制品由于质轻、防水、耐用和成本低，曾给人们的生活带来了便利，但随着人类社会的发展，塑料废弃物的处理越来越成为一道难题。因此，发展可以降解的高分子材料，减轻对石油资源的依赖，保持社会经济等的可持续发展，具有无比重要的意义。

从20世纪30年代以来，石油基塑料由于价格便宜，并且质轻耐用，开始广泛运用于人们日常生活的方方面面，但是与其它的塑料相比，石油基塑料很难再自然界中降解。通常我们处理塑料废弃物的主要方法为填埋、焚烧和回收再利用。产生的问题有：侵占土地过多，污染空气和水体等，废旧塑料包装物进入环境后，由于其很难降解，造成长期的、深层次的生态环境问题。随着石油资源的开发殆尽以及“白色污染”的越来越严重，发展可降解塑料已经刻不容缓。可降解塑料就是能够在化学的、生物的或外力作用下使聚合物的主链以一定的速度发生断裂，从而导致聚合物材料破碎和分解，因其能够分解，所以对于缓解“白色污染”有重要的应用价值。可降解塑料一般分为四大类：第一种也是最早应用的是光降解塑料，就是在普通塑料中加入了光敏剂，在光照下能够使塑料逐渐分解，其缺点是降解时间因光照和气候变化难以预测，因热塑性尼龙4、聚乳酸共混材料的制备、表征及性能研究而无法控制降解时间，另外，光降解塑料中加入的光敏剂大多数都含有重金属物质，用于食品包装领域其安全性很难保证，并且其分解后容易造成重金属残留，因此，单纯的光降解塑料研究己趋于停滞。第二类为生物降解塑料，在微生物的作用下，可以完全分解为低分子化合物。其主要特点是贮存运输方便，只要保持干燥，并且不需要避光，应用范围广，不但用于农用地膜和包装袋，而且广泛应用于医药领域。可分为不完全降解型和完全降解型，完全降解型因降解产物能够被自然界完全分解，是可降解塑料的发展。

物理改性：物理改性是指对聚乳酸进行微细化处理、或是通过挤压机破坏聚乳酸结构，或是添加一些偶联剂和增塑剂等增强聚乳酸与其它高聚物的相容性。

微细化处理：聚乳酸经过微细化处理后由于颗粒小而均匀，可以很好的填充到其它材料中，所以能有效的提高材料的力学性能，由于微细化的聚乳酸具有巨大的比表面积，在生物降解的情况下，可以在共混体系中形成很多的微孔，增加了可降解材料与外界环境的接触面积，可加速材料降解，因此更适合应用于降解塑料。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种尼龙4与聚乳酸的共混材料的改性方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种尼龙4与聚乳酸的共混材料的改性方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将聚乳酸与马来酸酐以固相力化学方法制备的PLA-g-MAH，然后将其加入经过充分真空干燥的尼龙4中，用密炼机进行熔融共混，再用双螺杆挤出造粒机将熔融共混后得到的物料挤出造粒，得到经过改性的尼龙4/聚乳酸共混物，最后在真空干燥箱中干燥除去水分。

所述的聚乳酸占尼龙4与聚乳酸的混合物的总质量的5％-25％。

所述的PLA-g-MAH与尼龙4和聚乳酸的混合物的质量比为(0.2-0.7):100。

所述的PLA-g-MAH通过以下方法制得：将聚乳酸(PLA)和马来酸酐(MAH)的混合物在磨盘形力化学反应器中碾磨后取出，用丙酮作萃取剂萃取72h以除去未反应的MAH，产物经抽率后与80℃下进行真空干燥，得到的即为聚乳酸接枝马来酸酐共聚物。

所述的密炼机进行熔融共混的温度为270-300℃，时间为10-30min，密炼机的转速使用范围为50-80r/min。

所述的双螺杆挤出造粒机的料筒温度为270-300℃。

所述的尼龙4为生物基或石化来源。