[发明专利]聚乳酸/聚苯乙烯增容共混材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚乳酸/聚苯乙烯增容共混材料 及其制备方法。

背景技术

聚乳酸（PLA）是一种可生物降解高分子材料，与传统石油基高分子材料相比，聚乳 酸的合成原料是乳酸，可以由植物资源发酵得到，使用后能在自然环境作用下降解，不污染 环境，这对于保护环境和节省石油资源具有很大意义。但由于聚乳酸具有性脆、熔体粘度 低、合成成本高昂等缺点，因此需要对其进行共混或共聚进行改性。苯乙烯类树脂是不可降 解的塑料或弹性体，通过将聚乳酸与不同种类的苯乙烯类树脂共混，可以获得满足不同性 能需求的共混材料。

苯乙烯类树脂和聚乳酸两相相容性差，相界面相互作用力弱，往往导致共混物拉 伸强度、模量和冲击强度大幅下降，为了提高两者相容性，需要加入合适的增容剂提高共混 材料的力学性能。但现有的增容剂还远远达不到显著提高聚乳酸/聚苯乙烯共混物相容性 和力学性能的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种增容效果显著、简便易行、成本较低的 聚乳酸/苯乙烯类树脂增容共混材料及其制备方法。

本发明的聚乳酸/苯乙烯类树脂增容共混材料，由聚乳酸、苯乙烯类树脂以及增容 剂共混而成，所述增容剂为苯乙烯类单体和丙烯酸酯类单体按质量比100：（20~40）进行乳 液聚合得到的共聚物。

上述方案中，聚乳酸与苯乙烯类树脂的质量比为100:（5~40），聚乳酸与增容剂质 量比为100：（0.1~1）。

聚乳酸可以为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和消旋聚乳酸中的一种，苯乙烯类树脂为 聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 三元共聚物中的一种。

本发明的聚乳酸/聚苯乙烯增容共混材料的制备方法，包括以下步骤：

一次混合，将聚乳酸、聚苯乙烯和增容剂进行机械混合；

二次共混，将初步混合好的聚乳酸、聚苯乙烯和增容剂进行熔融共混。

在本发明的一个实施例中，所述一次混合采用高速分散机混合，混合时间1~10分 钟。

在本发明的一个实施例中，所述二次共混采用单螺杆挤出机，料筒温度为160~240 ℃，螺杆转速40~200转/分。

作为一种优选，还包括：在一次混合之前，将所述聚乳酸和聚苯乙烯在70~120℃ 下，增容剂在50~70℃下分别干燥8~15小时。

本发明所使用的增容剂能使苯乙烯类树脂在聚乳酸中产生良好的分散和界面粘 结。本发明共混材料中塑料相的分散尺寸处于微米级以下的水平，所以聚乳酸降解后，残留 于环境中的塑料组分易于被自然界分解。因而本发明中的聚乳酸/苯乙烯类树脂可以在包 装、建筑、环境治理、农业生产等领域中大范围的代替聚乳酸使用。

本发明上述的聚乳酸/聚碳酸酯增容共混材料及其制备方法至少具有如下优点：

（1）材料主体采用聚乳酸/聚苯乙烯共混，提高了材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度 和缺口冲击强度，提高了聚乳酸的熔体强度。

（2）采用苯乙烯类单体与丙烯酸酯类单体的共聚物进行增容，增容效率高，增容剂 用量少。

（3）反应条件简单，加工工艺容易实现。

（4）综合地降低了聚乳酸制品的物料成本和工艺成本。

附图说明

图1，聚乳酸与聚苯乙烯共混材料冲击断面的扫描电镜照片，聚乳酸与聚苯乙烯质 量比=100:20；

图2，实施例1聚乳酸，聚苯乙烯与相容剂质量比=100：20：0.5共混材料冲击断面的扫描 电镜照片；

图3，图2的局部放大图片。

从图1中可以看出，没有加相容剂时，聚苯乙烯分散相呈5~20微米的球形颗粒（或 是颗粒被拔出后留下的凹痕）分散于聚乳酸中，且表面光滑，说明聚苯乙烯与聚乳酸相容性 不好。从图2中可以看出添加了0.5的相容剂后，聚苯乙烯与聚乳酸相容性得到了极大的改 善，在图中难以看到聚苯乙烯的分散相，在更高的放大倍数下可以看到聚苯乙烯颗粒尺寸 大多处于2微米以下（图3），且颗粒表面或凹痕内面都可以很明显的看到：两相间因为强的 相互粘接而产生了塑性形变。

具体实施方式

实施例1

本发明提供的增容剂由以下重量配比准备原料，聚合方法为无皂乳液聚合：

苯乙烯100

丙烯酸甲酯20