CN103102659A - 聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法 - Google Patents

聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103102659A
CN103102659A CN2011103553953A CN201110355395A CN103102659A CN 103102659 A CN103102659 A CN 103102659A CN 2011103553953 A CN2011103553953 A CN 2011103553953A CN 201110355395 A CN201110355395 A CN 201110355395A CN 103102659 A CN103102659 A CN 103102659A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blend
pla
poly
homopolymer
lactic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103553953A
Other languages
English (en)
Inventor
宁炜
邢倩
张秀芹
刘国明
董侠
王笃金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemistry CAS
Original Assignee
Institute of Chemistry CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Chemistry CAS filed Critical Institute of Chemistry CAS
Priority to CN2011103553953A priority Critical patent/CN103102659A/zh
Publication of CN103102659A publication Critical patent/CN103102659A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04—Particle-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

本发明涉及聚乳酸共混物，特别涉及聚乳酸/聚氨酯共混物，以及该共混物的制备方法。本发明将70～99wt％的聚乳酸均聚物和1～30wt％的聚酯型聚氨酯混合均匀后得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混挤出、铸带、造粒制得本发明的聚乳酸/聚氨酯共混物。本发明的聚乳酸/聚氨酯共混物的韧性和拉伸断裂应变与纯PLA相比显著提高，同时，共混物的拉伸强度与纯PLA相比只有小幅度的下降。

Description

聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及聚乳酸共混物，特别涉及聚乳酸(PLA)/聚氨酯(PU)共混物，以及该共混物的制备方法。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的脂肪族聚酯，它可以由可再生作物合成，最终降解成CO2、H2O等，对环境污染小，因此成为近年来研究的重点。它具有良好的生物相容性，广泛地应用于药物载体、骨固定件及手术缝合线等医药产业。同时，它还具有良好的力学性能，较好的热塑性加工性能，因此，在一定程度上可以代替传统热塑性塑料，应用于塑料器件、薄膜、纤维的生产。
但是PLA由于分子间的氢键作用力大，分子柔顺性差，导致PLA材料呈脆性，冲击性能差，限制其在某些领域的应用。为了改善PLA的脆性，研究者们尝试了很多方法，包括化学方法如共聚，及物理方法如共混；其中共混是一种简单易行的方法，易于操作和工业化生产。如中国发明专利CN101168617公开了采用聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯增韧改性聚乳酸的报道，其中所得注塑样条的断裂伸长率提高10～300％；CN101333332采用丙烯酸酯类共聚增韧聚乳酸，在保证拉伸强度降低幅度较小的条件下，聚乳酸共混物的冲击性能提高2倍左右。虽然非生物降解聚合物弹性体的加入可以在一定程度上改善PLA的力学性能，但是这些弹性体毕竟是不可降解的成分，导致聚乳酸共混物的应用受到限制。
部分聚氨酯具有良好的生物相容性，并且是生物可降解的材料，具有很高的韧性。通过引入聚氨酯，可以大幅度提高PLLA的韧性。浙江大学公开的中国专利CN102181136A采用聚醚型聚氨酯弹性体增韧聚乳酸合金，合金的组成为聚乳酸70份～95份和聚醚型聚氨酯弹性体5份～30份。该合金具有韧性好、强度和模量均较高等优点，其断裂伸长率和冲击强度随聚醚型聚氨酯弹性体用量的增加而增大。聚氨酯除了聚醚型外还有重要的一类为聚酯型聚氨酯，其对PLA韧性和强度的影响未见相关报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种强度、模量以及韧性平衡的高性能PLA/PU共混物。
本发明的目的之二是通过双螺杆挤出机共混，让聚氨酯均匀分散于聚乳酸均聚物基体中，以提供一种综合性能优异的PLA/PU共混物的制备方法。
本发明的基本构思和主要技术构成为：针对现有聚乳酸脆性大的缺点，提供了一种适合于制备高韧性的PLA/PU共混物。
本发明的聚乳酸(PLA)/聚氨酯(PU)共混物的组成和含量为：
聚乳酸均聚物                       70-99wt％
聚酯型聚氨酯                       1-30wt％
所述的聚乳酸均聚物的重均分子量为10～30万左右。
所述的聚酯型聚氨酯弹性体由聚酯二元醇、二异氰酸酯和二元醇聚合而成。
所述的聚酯型聚氨酯的硬段含量为30～50wt％。
当上述的聚酯型聚氨酯在所述的共混物中的重量百分数低于5wt％时，所得PLA/PU共混物的韧性提高不明显；当聚酯型聚氨酯在所述的共混物中的重量百分数低于20wt％且大于5wt％时，所得PLA/PU共混物的韧性明显提高，且材料的强度下降幅度较小；当聚酯型聚氨酯在所述的共混物中的重量百分数小于等于30wt％且大于等于20wt％时，所得PLA/PU共混物的韧性显著提高，但材料的强度下降幅度有所增大。
本发明的PLA/PU共混物的制备方法：将70～99wt％的聚乳酸均聚物和1～30wt％的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混挤出、铸带、造粒制得。
所述的聚乳酸均聚物和聚酯型聚氨酯均为市售产品。
本发明通过双螺杆挤出机将聚乳酸均聚物与聚酯型聚氨酯共混，使聚酯型聚氨酯能均匀分散于聚乳酸均聚物基体中，所得的PLA/PU共混物的韧性和拉伸断裂应变与纯PLA相比显著提高，同时，共混物的拉伸强度与纯PLA相比只有小幅度的下降。结果如图1、2所示。
附图说明
图1.PLA均聚物与本发明实施例1～5的PLA/PU共混物的拉伸强度随PU含量的变化图。
图2.PLA均聚物与本发明实施例1～5的PLA/PU共混物的冲击强度随PU含量的变化图。
具体实施方式
本发明拟通过下述实施例简单说明本发明的特点，但不能认为本发明仅仅限于以下实施例的内容。
实施例1
PLA均聚物为2002D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚酯型聚氨酯由山东烟台万华聚氨酯股份有限公司提供。
以重量百分数计，将99份的PLA均聚物和1份的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混，得到PLA与PU的共混物；所得PLA/PU共混物的力学性能见图1、2所示。
实施例2
PLA均聚物为2002D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚酯型聚氨酯由山东烟台万华聚氨酯股份有限公司提供。
以重量百分数计，将95份的PLA均聚物和5份的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混，得到PLA与PU的共混物；所得PLA/PU共混物的力学性能见图1、2所示。
实施例3
PLA均聚物为2002D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚酯型聚氨酯由山东烟台万华聚氨酯股份有限公司提供。
以重量百分数计，将90份的PLA均聚物和10份的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混，得到PLA与PU的共混物；所得PLA/PU共混物的力学性能见图1、2所示。
实施例4
PLA均聚物为2002D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚酯型聚氨酯由山东烟台万华聚氨酯股份有限公司提供。
以重量百分数计，将80份的PLA均聚物和20份的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混，得到PLA与PU的共混物；所得PLA/PU共混物的力学性能见图1、2所示。
实施例5
PLA均聚物为2002D(Natureworks公司)，PLA均聚物的重均分子量为20万；聚酯型聚氨酯由山东烟台万华聚氨酯股份有限公司提供。
以重量百分数计，将70份的PLA均聚物和30份的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混，得到PLA与PU的共混物；所得PLA/PU共混物的力学性能见图1、2所示。

Claims (3)

1.一种聚乳酸/聚氨酯共混物，其特征是，所述的聚乳酸/聚氨酯共混物的组成和含量为：
聚乳酸均聚物                        70-99wt％
聚酯型聚氨酯                        1-30wt％。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸/聚氨酯共混物，其特征是：所述的聚乳酸均聚物的重均分子量为10～30万左右。
3.一种根据权利要求1或2所述的聚乳酸/聚氨酯共混物的制备方法，其特征是：将70～99wt％的聚乳酸均聚物和1～30wt％的聚酯型聚氨酯混合均匀得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为190～220℃下进行熔融共混挤出、铸带、造粒制得。
CN2011103553953A 2011-11-10 2011-11-10 聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法 Pending CN103102659A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103553953A CN103102659A (zh) 2011-11-10 2011-11-10 聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103553953A CN103102659A (zh) 2011-11-10 2011-11-10 聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103102659A true CN103102659A (zh) 2013-05-15

Family

ID=48310877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103553953A Pending CN103102659A (zh) 2011-11-10 2011-11-10 聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103102659A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016037563A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-17 Jf Polymers (Suzhou) Co., Ltd. Polymeric composition for use as a temporary support material in extrusion based additive manufacturing
CN106475521A (zh) * 2016-08-01 2017-03-08 苏州聚复高分子材料有限公司 一种基于3d打印技术的金属铸造件制备方法
CN106810363A (zh) * 2017-01-18 2017-06-09 常州大学 聚乳酸复合聚氨酯包膜用于缓释尿素的制备方法
US20190062005A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Banemer, LLC Non-metallic tie
US20190062548A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Banemer, LLC Conformable thermoplastic compositions and articles
CN109575545A (zh) * 2018-12-20 2019-04-05 桂林电器科学研究院有限公司 一种纤维/聚氨酯/聚乳酸共混物及其制备方法
CN109575546A (zh) * 2018-12-20 2019-04-05 桂林电器科学研究院有限公司 一种聚乳酸改性材料及其制备方法
CN109608843A (zh) * 2018-12-20 2019-04-12 桂林电器科学研究院有限公司 一种增强增韧聚乳酸改性材料及其制备方法
CN109627721A (zh) * 2018-12-20 2019-04-16 桂林电器科学研究院有限公司 聚氨酯/聚乳酸共混物及其制备方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107109035B (zh) * 2014-09-09 2020-04-10 苏州聚复高分子材料有限公司 在基于挤出的增材制造中用作临时支撑材料的共混聚合物
CN107109035A (zh) * 2014-09-09 2017-08-29 苏州聚复高分子材料有限公司 在基于挤出的增材制造中用作临时支撑材料的共混聚合物
WO2016037563A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-17 Jf Polymers (Suzhou) Co., Ltd. Polymeric composition for use as a temporary support material in extrusion based additive manufacturing
CN106475521A (zh) * 2016-08-01 2017-03-08 苏州聚复高分子材料有限公司 一种基于3d打印技术的金属铸造件制备方法
CN106810363A (zh) * 2017-01-18 2017-06-09 常州大学 聚乳酸复合聚氨酯包膜用于缓释尿素的制备方法
US20190062005A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Banemer, LLC Non-metallic tie
US20190062548A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 Banemer, LLC Conformable thermoplastic compositions and articles
US11261323B2 (en) 2017-08-24 2022-03-01 Banemer, LLC Conformable thermoplastic compositions and articles
US10906699B2 (en) * 2017-08-24 2021-02-02 Banemer, LLC Non-metallic tie
CN109575545A (zh) * 2018-12-20 2019-04-05 桂林电器科学研究院有限公司 一种纤维/聚氨酯/聚乳酸共混物及其制备方法
CN109627721A (zh) * 2018-12-20 2019-04-16 桂林电器科学研究院有限公司 聚氨酯/聚乳酸共混物及其制备方法
CN109608843A (zh) * 2018-12-20 2019-04-12 桂林电器科学研究院有限公司 一种增强增韧聚乳酸改性材料及其制备方法
CN109575546A (zh) * 2018-12-20 2019-04-05 桂林电器科学研究院有限公司 一种聚乳酸改性材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103102659A (zh) 聚乳酸/聚氨酯共混物及其制备方法
CN111995848B (zh) 一种可降解塑料组合物及其制备方法和应用
Jiang et al. Study of biodegradable polylactide/poly (butylene adipate-co-terephthalate) blends
Yu et al. High-performance fully bio-based poly (lactic acid)/polyamide11 (PLA/PA11) blends by reactive blending with multi-functionalized epoxy
JP2017222846A (ja) 生分解性ポリマーブレンド
CN105400165B (zh) 生物基聚酯改性聚乳酸树脂及其制备方法与加工成型方法
Jiang et al. Structure and improved properties of PPC/PBAT blends via controlling phase morphology based on melt viscosity
CN101824211B (zh) 一种全生物降解高韧性耐热型聚乳酸树脂及其制备方法
CN103421286A (zh) 一种耐高温和可降解的聚乳酸木塑材料及其制备方法
CN103013070A (zh) 一种聚乳酸复合材料及其制备方法
Cui et al. Enhancing glass transition temperature and mechanical properties of poly (propylene carbonate) by intermacromolecular complexation with poly (vinyl alcohol)
CN110387112B (zh) 一种可降解食品包装膜材料及制备工艺
CN107151427A (zh) 一种生物可降解增韧耐热型聚乳酸改性树脂及其制备方法
Manoj et al. Biodegradable filament for 3D printing process: a review
Zhao et al. Recent advances in compatibility and toughness of poly (lactic acid)/poly (butylene succinate) blends
CN102690506B (zh) 聚乳酸长碳链尼龙共混物及其制备方法
CN102250389A (zh) 一种木质纤维素增容共混降解高分子材料及其制备方法
CN111849130A (zh) 一种全生物降解塑料薄膜及其制备方法
CN103183939B (zh) 一种改善聚乳酸/聚醚酯嵌段共聚物挤出及提高抗冲击性能的方法
CN113185821A (zh) 一种用于餐具的高韧耐热可生物降解复合材料及其制备方法
CN110358280B (zh) 一种高强韧全降解生物聚酯复合材料及制备工艺
CN104974487A (zh) 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法
Lee et al. Studies on the melt viscosity and physico-chemical properties of cellulose acetate propionate composites with lactic acid blends
CN108219407A (zh) 一种聚-3-羟基丁酸酯复合材料及其制备方法
CN103965600A (zh) 一种植物基复合型环保改性剂增韧耐热改性聚乳酸的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130515