[发明专利]二氧化硅在降低聚乳酸熔融加工过程中熔体粘度中的应用

说明书

本发明公开二氧化硅在降低聚乳酸熔融加工过程中熔体粘度中的应用，将聚乳酸和二氧化硅颗粒进行共混至二氧化硅颗粒在聚乳酸中均匀分布，以体积计，二氧化硅的添加体积为聚乳酸体积的0—1％，二氧化硅的表面羟基被甲基部分取代，按照摩尔计，甲基的取代比例大于等于50％；二氧化硅颗粒呈现球形，直径为10—30nm。本发明有效降低熔体粘度，对其力学性能影响不大，同时还可以提高聚乳酸模量或强度。

本发明申请是母案申请“降低聚乳酸熔体粘度的方法及其应用”的分案申请，母案申请的申请号为2015107306633，申请日为2015年10月30日。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体来说涉及一种降低聚乳酸熔融加工过程中熔体粘度的方法。

背景技术

聚乳酸(Polylactic acid，PLA)是一种可生物降解的聚合物，在包装材料及生物医学领域应用广泛。聚乳酸在熔融加工过程中的熔体粘度对于成型及材料最终的性能有重要影响。有效降低其熔融加工粘度而不降低材料的其它应用性能，不但可有效避免聚乳酸在熔融加工过程中因为热稳定性问题造成的破坏，而且更在保证制品加工精密程度的同时降低加工能耗。特别是聚乳酸这种可进行生物降解的有应用前景的聚合物来说，改善其加工性能更有着特别重要的意义。

在降低聚合物材料熔融加工时的粘度以增进其加工流动性方面，常采用的传统方法为向聚合物材料中加入一定量的增塑剂或者升高加工温度。虽然增塑剂的使用可显著改善聚合物的熔融加工流动性，但制品的力学性能等均会受到负面影响，且随着时间的推移，还会发生增塑剂的迁移而影响到制品的使用性能；简单升高加工温度则受到所加工聚合物材料热稳定性的制约。因此，传统增进聚合物熔融加工流动性的这些技术方法，总不可避免地会在某些方面损失材料的一些性质，因而，在聚合物熔融加工成型领域急需能够增进聚合物熔融加工流动性，而同时又能克服传统方法不足的新技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种降低聚乳酸熔融加工过程中熔体粘度的方法，该方法对其力学性能影响不大，同时还可以提高聚乳酸模量或强度。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

降低聚乳酸熔体粘度的方法，按照下述步骤进行：将聚乳酸和二氧化硅颗粒进行共混至二氧化硅颗粒在聚乳酸中均匀分布，自然冷却至室温20—25摄氏度，其中：

以体积计，二氧化硅的添加体积为聚乳酸体积的0—1％，即大于0且小于等于1％；二氧化硅的表面羟基被甲基部分取代，按照摩尔计，甲基的取代比例大于等于50％；二氧化硅颗粒呈现球形，直径为10—30nm；采用熔融共混，温度为150—200摄氏度。

在上述技术方案中，所述聚乳酸的重均分子量为10万—15万。

在上述技术方案中，采用熔融共混，共混时间为10—60min，优选15—30min。

在上述技术方案中，采用熔融共混，温度为170—180摄氏度。

在上述技术方案中，二氧化硅颗粒的直径为12—20nm。

在上述技术方案中，二氧化硅的表面羟基被甲基部分取代，按照摩尔计，甲基的取代比例为60—80％。

在上述技术方案中，以体积计，二氧化硅的添加体积为聚乳酸体积的0.1—0.7％。

上述方法在降低聚乳酸熔融加工过程中熔体粘度中的应用，通过上述方法制备的均匀分布二氧化硅颗粒的聚乳酸在熔融加工过程中，降低聚乳酸熔体粘度，且保持玻璃化转变温度和力学性能不受影响。

二氧化硅在降低聚乳酸熔融加工过程中熔体粘度中的应用，其中二氧化硅的表面羟基被甲基部分取代，按照摩尔计，甲基的取代比例大于等于50％；二氧化硅颗粒呈现球形，直径为10—30nm。