[发明专利]一种聚乳酸成核剂的原位合成方法

说明书

本发明提供了一种聚乳酸成核剂的原位合成方法，本发明通过将摩尔比为1/2～3/1的二异氰酸酯和酰肼，按添加量1％的质量分数加入聚乳酸熔体内，在170℃‑200℃度下原位熔融反应5‑20分钟在聚乳酸分子上接枝成核剂分子，有效提高聚乳酸的结晶速率和结晶度，并改善聚乳酸的耐热性能，本发明还通过将摩尔比为1/1～8/1的二异氰酸酯和酰肼，按添加量0.1％‑10％的质量分数加入聚乳酸熔体内的同时，加入质量分数为5％‑15％反应性增韧剂，在170℃‑200℃下原位熔融反应5‑20分钟，达到改善聚乳酸结晶性能的同时提高聚乳酸韧性，本发明对于提高聚乳酸体系结晶度、改善耐热性和韧性具优良效果，且具有操作简单、用量少、成本低廉的优势。

技术领域

本发明涉及聚乳酸改性领域，特别是一种聚乳酸成核剂的原位合成方法。

背景技术

聚乳酸由于脆性大、结晶度低且结晶速度缓慢等缺点，限制了聚乳酸的应用领域。改善聚乳酸结晶性能是提高聚乳酸性能的关键。目前工业上常用的改善聚乳酸结晶性能的方法包括添加小分子有机成核剂剂、无机纳米颗粒成核剂高分子成核剂(如左右旋聚乳酸异构复合)、改进加工成型条件(如温度以及成型周期)等。直接添加成核剂改善聚乳酸结晶性能是目前被认为最为简便、高效的方法。

目前，聚乳酸的外加成核剂主要有N,N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)、TMC-306等。一般通过熔融共混或者溶液混合的方法将成核剂添加到聚乳酸中，以改善聚乳酸的结晶性能。外加成核剂的主要缺点是成核剂价格高昂、难以实现均匀分散、合成和提纯过程繁琐。

聚乳酸与其它高分子共混时，其它种类的高分子附着在聚乳酸分子链上，对聚乳酸起“原位成核”作用，因而改善整体的结晶度。例如“左旋与右旋聚乳酸共混”，右旋聚乳酸可诱导左旋聚乳酸结晶，少量的右旋聚乳酸在左旋聚乳酸主体系中起“原位成核剂”作用(中国专利CN103421285A)尽管不少高分子共混用以改善材料性能，同时改善左旋聚乳酸结晶度，但这些高分子原位成核剂存在用量大、成本高、对结晶性能改善效果不显著等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚乳酸成核剂的原位合成方法，以解决上述技术背景中提出的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种聚乳酸成核剂的原位合成方法，包括以下步骤：

S1、配比二异氰酸酯和酰肼，使二异氰酸酯和酰肼的摩尔比达到1/2～3/1之间，

其中，所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，所述酰肼为苯甲酰肼或庚二酰肼；

S2、将配比好的二异氰酸酯和酰肼按质量分数1％加入到聚乳酸熔体反生原位熔融反应，保持反应温度为170℃-200℃之间，反应时间为5-20分钟，得到聚乳酸母料；

S3、通过注塑设备将聚乳酸母料注塑成型。

一种聚乳酸成核剂的原位合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、配比4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和苯甲酰肼，使4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和苯甲酰肼的摩尔比达到1/1～8/1之间；

2)、将配比好的4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯酯和苯甲酰肼按质量分数0.1％-10％加入到聚乳酸熔体中，并加入质量分数为5％-15％的聚乙二醇反生原位熔融反应，保持反应温度为170℃-200℃之间，反应时间为5-20分钟，得到聚乳酸母料；

3)、通过注塑设备将聚乳酸母料注塑成型。

本发明的有益效果是：本发明能有效提高聚乳酸体系结晶度，而且克服了外加成核剂分散和成本高的问题，同时，本发明还可以与原位增韧技术联用，改善聚乳酸耐热性的同时提高聚乳酸的韧性，具有操作简单、用量少、成本低廉的优势。

附图说明