[发明专利]一种便于加工成型的PCL低温板的制备方法

说明书

本发明涉及一种便于加工成型的PCL低温板的制备方法。本发明所述的加工方法包括(a)熔融共混制备含加工油及辐照交联助剂的PCL加工母粒；(b)将PCL加工母粒与PCL共混挤出三辊压延制备PCL板材；(c)板材冲孔(d)对板材进行辐照交联处理四个步骤。与现有PCL加工方法相比，本方法克服了PCL粘辊严重、加工困难等问题，可以连续化、自动化生产，降低了PCL板材的加工难度，提升了PCL辐照交联效率，加工成型的PCL板材收缩率更低，成本更低，符合产品推广。

技术领域：

本申请涉及功能性塑料复合材料领域，更具体的涉及一种便于加工成型的PCL低温板的制备方法。

背景技术：

PCL(聚己内酯)是由ε-己内酯在金属有机化合物(如四苯基锡)做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成，属于聚合型聚酯，其化学式为(C6H10O2)n，其熔点仅为60℃，较低温下可以软化塑性，冷却后具有一定强度，且具有良好的生物相容性、生物可降解性、记忆功能，X射线透射性好等优点，现在被广泛医用领域，如骨科固定、放疗定位罩、康复支架等用途。

虽然PCL板材具有广阔的前景，但是目前PCL板材加工面临很多问题。PCL由于其特定分子结构，分子间自粘接作用差，PCL材料熔点低，且PCL对温度较为敏感，加工的温度窗口较窄，板材压延时熔体粘度很大，容易粘辊；加工成型的PCL板材在辐照交联时对辐照要求较高，低辐照剂量时交联效率较低，但过高辐照会破坏PCL材料的结构，造成PCL板材的拉伸强度与断裂伸长率。

为解决以上问题，前人进行了多种尝试。例如在辊上涂油解决粘辊问题，但是这种方法造成PCL板材无法连续机械化生产，生产效率较低；或采用注塑工艺，但PCL低温注塑板产品在成型时受较大压力，使用时再次塑化成型时收缩率较大，不符合使用要求。故PCL板材加工方法仍需不断改进。

发明内容：

本发明的目的在于改善压延过程粘辊、表明平滑度不够，辐照控制难度大的PCL加工问题。提供一种便于加工成型的PCL低温板的制备方法，与现有方法相比，产量更大，成本更低，产品表明光滑度可控，产品收缩率更低，辐照控制窗口更大。

本发明所提供一种便于加工成型的PCL低温板的制备方法，其具体方法包括以下几个步骤：(a)熔融共混制备含加工油及辐照交联助剂的PCL加工母粒；(b)将PCL加工母粒与PCL共混挤出三辊压延制备PCL板材；(c)板材冲孔(d)对板材进行辐照交联处理。

步骤(a)中，加工油采用室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品或包含饱和的环烷烃与链烷烃混合物的矿物油，包含但不限于硅油、白油。辐照交联助剂采用含有多个双键官能团的聚酯丙烯酸酯。PCL材料分子量30000-70000。称取物料：PCL材料20-80份，无机粉体填料包含但不限于滑石粉、二氧化硅、蒙脱土或黏土1-25份，加工油包含但不限于白油或硅油0.5-10份，辐照交联助剂包含但不限于聚酯丙烯酸酯0.5-9份，放入搅拌锅，搅拌20min，使物料充分混合。将上述均混后的物料通过双螺杆挤出机熔融共混制备含加工油及辐照交联助剂的PCL加工母粒，由于PCL熔点较低，控制机筒温度130-85℃，水槽温度0-15℃。

步骤(b)中，称取PCL原料60-95份，步骤(a)的PCL加工母粒5-40份，放入混料锅混合20min使其充分混合。通过装有片材模头的螺杆挤出机挤出，由于PCL材料熔点为60℃，过高温度会破坏其结构，低温粘度较大，双螺杆负荷过大，需控制双螺杆挤出机螺杆温度95-70℃，熔体温度高不易成型，需控制片材模头温度55-69℃，挤出物料经过三辊压延机压延成型板材。三辊压延机与物料直接接触的上下辊易与物料粘连，需控制上辊温度0-15℃，下辊温度10-25℃。一方面较低辊温会使PCL板材压延成型中冷却，降低物料粘度，减小与辊的粘连；另一方面PCL加工母粒中加工油在压延时会在PCL板材表面析出，起润滑作用，同样会降低PCL板材与三辊压延的粘连作用，控制辊速0.6-6m/min，成型PCL板材厚度为2-4mm，表明平整可控。