[发明专利]高韧性聚乳酸

说明书

本发明涉及一种高韧性聚乳酸，该高韧性聚乳酸包括聚乳酸、反式聚异戊二烯、三聚氰酸三烯丙酯和过氧化二异丙苯。本发明以聚乳酸为主体，以反式聚异戊二烯为增韧剂，通过将聚乳酸、反式聚异戊二烯、交联剂及引发剂熔融共混，在引发剂作用下引发交联剂同时与聚乳酸、反式聚异戊二烯反应，最终可以得到高韧性聚乳酸。

技术领域

本发明涉及聚合物改性领域，特别是聚乳酸的增韧。

背景技术

聚乳酸是一种可由淀法等可再生原料的生物发酵产物合成的塑料，有较高的热塑性和强度，并有生物可降解性、生物相容性和生物可吸收性，被认为是目前最具性价比、最有前途取代聚丙烯、聚乙烯等石油基不可降解塑料的环境友好聚合物，而且是目前合成生物可降解高分子材料中产量最大、应用最广、用量最大的品种。由于所用单体的手性不同，合成的聚乳酸主要包括左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和内消旋聚乳酸，其中，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸为半结晶聚合物。聚乳酸自身也存在一些制约其在全球得以广泛应用的问题，例如，聚乳酸性脆，韧性较低，裂纹引发能量和裂纹扩展能量较低，这些问题制约了聚乳酸在日常生活的规模应用。在保持PLLA的机械强度的前提下提高其韧性是实现聚乳酸大范围工业化应用需要重点解决的难题之一。

目前，通常采用的聚乳酸增韧方法分为共聚或接枝等化学方法和共混或填充等物理方法以及物理与化学相结合的双重改性方法，其中，化学改性法虽然能够从分子层面对聚乳酸进行增韧改性，但其制备工艺较为复杂且成本较高，物理共混法是目前应用最为广泛、更实用的聚乳酸增韧改性方式。虽然与弹性体等增韧剂共混能大大提高聚乳酸的韧性，但是，常常由于界面相容性低和相分离会使聚乳酸的模量和拉伸强度降低，相容性低的小分子增塑剂还会因析出导致材料后期的韧性降低。

反式聚异戊二烯与普通顺式聚异戊二烯具有完全相同的化学组成，存在于杜仲树的叶、皮和根中，因而也称为杜仲胶，属于天然生物质聚合物，反式聚异戊二烯的分子链室温可以结晶，因而其室温硬度高于顺式聚异戊二烯。反式聚异戊二烯的化学交联密度达到临界值后，会因其室温结晶受阻而成为柔软的弹性体，可用作聚合物的增韧剂，但是，还没有见到用交联聚异戊二烯提高聚乳酸韧性的报道。

发明内容

基于此，本发明提供了一种高韧性的聚乳酸。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种高韧性聚乳酸，其特征在于，按照质量份数计，该高韧性聚乳酸的原料包括：

聚乳酸75-99份；

反式聚异戊二烯1-25份；

三聚氰酸三烯丙酯；

过氧化二异丙苯；

所述高韧性聚乳酸采用如下步骤制备：

在160-240℃下将反式聚异戊二烯均匀分散到聚乳酸熔体中，然后将三聚氰酸三烯丙酯和过氧化二异丙苯剪切分散到上述混合熔体中继续混合2-10分钟，即可得到高韧性聚乳酸材料。

所述聚乳酸包括左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、及左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的共混物；

所述反式聚异戊二烯包括纯的反式聚异戊二烯、功能化的反式聚异戊二烯、及反式聚异戊二烯和功能化的反式聚异戊二烯的混合物；

所述三聚氰酸三烯丙酯用作交联剂，其质量为聚乳酸和反式聚异戊二烯的总质量的0-4％；

所述过氧化二异丙苯用作引发剂，其质量为聚乳酸和反式聚异戊二烯的总质量的0.01％-3％。