[发明专利]一种聚乳酸/可降解聚酯弹性体共混物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乳酸/可降解聚酯弹性体共混物及其制备方法，所述共混物按重量份数包括如下成分制成：丁二酸10‑40份、丁二醇9~40份、聚醚19.5~80份，催化剂0.01~0.5份、聚乳酸60~90份。本发明通过熔融缩聚反应制备得到可降解聚酯弹性体，然后将聚酯弹性体与聚乳酸熔融共混，该共混物在加工成型后，聚酯弹性体以分散相存在于聚乳酸基体当中，可以起到很好的增韧作用；当加工成型后的共混物受到应力作用时，聚酯弹性体将原位形成沿应力方向取向的微纤维，从而大大提高共混的强度。本发明无需额外添加增强剂，也能同时获得增强、增韧的聚乳酸混合物，其配方、工艺更加简单，材料兼具制备低成本和高性能的特点。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种聚乳酸/可降解聚酯弹性体共混物及其制备方法。

背景技术

自增强复合材料是增强相与基体均为同一种物质的复合材料，具有来源广，比重轻，易循环等优点，应用在可降解材料上，不仅可以改善可降解材料的性能，而且不影响他们的可降解性，所以近年来一直是研究热点。

中国专利CN109732867公开了将干燥后的聚丙烯粒料熔融，再与由小聚四氟乙烯管引入的聚丙烯纤维共挤出，然后经过拉丝机压实和牵引，最终制备得到内部含有可显著提高片材力学强度的纤维的聚丙烯自增强复合材料。中国专利CN106279731公开了将椰壳纤维浸泡在NAOH并搅拌得单细胞管纤维湿网。再将单细胞管纤维湿网挤压和多级牵伸处理，而后与纤维素原液混合或浸轧，并脱去溶剂后制得使成膜既强韧、又有弹性的自增强复合膜。中国专利CN106883435，公开了在溶剂中，将芳纶进行部分溶解，取出未溶解的芳纶，再将未溶解的芳纶浸入水中使其部分固化；再通过后处理稳定固化并除去助剂，干燥得到耐高温、耐溶剂、高模量、力学性能优异、横纵方向都有较好强度的芳纶自增强复合材料。中国专利CN105368022公开了将聚己内酯拉伸纤维与低熔点聚己内酯溶液共混后，热风吹干，热压，冷却后得到杨氏模量，断裂强度和断裂伸长率优异的聚己内脂自增强材料。中国专利CN106739207公开了将聚丙烯树脂挤出成熔体或者直接使用薄膜，再与常温的聚丙烯纤维采用堆叠法堆叠成“三明治”结构，最后利用对辊压机加压实现连续化生产，获得拉伸性能、弯曲性能和抗冲击性能优异的聚丙烯自增强复合材料。

上述发明制备的自增强材料，需要预先制备纤维并将基体与纤维物理共混后热压，设备和工艺都比较复杂。

聚乳酸是一种生物可降解型材料，且生物相容性好，其主要是由小麦淀粉等经微生物发酵后形成的乳酸，再经聚合反应后形成，原料可再生，且安全无害；作为为数不多的可降解高分子材料，聚乳酸由于其较于其他可降解高分子材料性能较为优异，有望成为石油基聚合物的替代品。但是聚乳酸分子缠结密度小且特征比高，所以其在延展性与韧性方面不足，由于其韧性差，甚至也不能满足常规的产品需求；因此，对聚乳酸进行增韧改性是十分必要的。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)也是目前公认的可降解材料，其具有优异的力学性能，可加工性强，化学性质稳定，使用聚丁二酸丁二醇酯来增韧改性聚乳酸，以提高聚乳酸制品的力学强度，但是聚丁二酸丁二醇酯材料韧性好，强度却并不高，其聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物的强度相较于纯聚乳酸反而会降低。