[发明专利]一种高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸及其制法

说明书

本发明涉及聚乳酸技术领域，且公开了一种高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸，包括以下配方原料及组分：聚己二酸二甘醇酯、丙烯酸酯交联微球、DL‑丙交酯和辛酸亚锡。以丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯作为聚合单体，通过反相悬浮聚合法制备得到丙烯酸酯交联微球，再以丙烯酸酯交联微球中甲基丙烯酸羟乙酯组分中的活性羟基作为聚合中心，在辛酸亚锡作用下引发DL‑丙交酯开环原位共聚，得到丙烯酸酯交联微球化学共价接枝聚乳酸，通过化学键修饰，而非机械共混的方法，使丙烯酸酯交联微球作为支链引入到聚乳酸的分子链中，显著增强了聚乳酸的拉伸强度和断裂伸长率等机械性能和韧性。

技术领域

本发明涉及聚乳酸技术领域，具体为一种高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸及其制法。

背景技术

高分子材料如环氧树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯等已经广泛应用在人们生活的各个领域，传统的聚丙烯、聚乙烯高分子塑料薄膜材料被丢弃到自然界中很难被降解，导致环境污染严重，因此开发可以被生物降解的高分子材料成为研究热点。

聚乳酸是一种全生物降解的高分子材料，在自然界微生物作用下最终全部降解为水和二氧化碳，同时聚乳酸具有良好的生物相容性和可加工性，受到广泛的研究和应用，但是聚乳酸自身韧性不高，脆性较大，冲击强度、拉伸强度和断裂强度等机械性能较差，影响了聚乳酸的实际应用，丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物具有刚性的橡胶相内核，具有优异的抗冲击性和韧性，可以作为增韧剂对聚乳酸进行改性。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效的高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸及其制法，解决了传统的聚乳酸拉伸强度等机械性能和韧性较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸：包括以下原料及组分，聚己二酸二甘醇酯，以及质量比为5-15:100:0.03-0.08的丙烯酸酯交联微球、DL-丙交酯和辛酸亚锡。

优选的，所述高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入环己烷溶剂、分散剂吐温60和司盘80，加热至40-50℃匀速搅拌均匀形成油相。

(2)向去离子水溶剂中加入丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯和交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，匀速搅拌形成水相。

(3)将步骤(2)的水相滴加进入步骤(1)的油相中，置于气氛恒温反应装置中，在氮气氛围中加热至40-70℃，缓慢滴加过硫酸铵+亚硫酸氢钠的水溶液，匀速搅拌回流反应4-8h，离心分离除去环己烷油相，将产物置于乙醇溶剂中静置、过滤、洗涤并干燥，制备得到丙烯酸酯交联微球。

(4)向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂、丙烯酸酯交联微球和DL-丙交酯，加热至80-100℃，匀速搅拌直至溶解，再加入催化剂辛酸亚锡，升温至110-140℃，匀速搅拌反应5-10h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入去离子水直至形成沉淀，离心分离、洗涤并干燥，制备得到丙烯酸酯交联微球接枝聚乳酸。

(5)将丙烯酸酯交联微球接枝聚乳酸和聚己二酸二甘醇酯置于双螺杆挤出机中，进行熔融共混和挤出造粒，并通过吹膜机吹塑成膜，制备得到的高强度的丙烯酸酯交联微球接枝改性聚乳酸。

优选的，所述吐温60、司盘80、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为0.2-0.5:0.5-1:100:40-80:10-25:1.5-2.5:5-8:2.5-4。