CN109721977B - 一种高抗冲pla/pbat复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高抗冲pla/pbat复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗冲PLA/PBAT复合材料及其制备方法，该高抗冲PLA/PBAT复合材料，由聚乳酸以及化学接枝改性后的聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯共混制成，其中，所述化学接枝改性后的聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯的含量为20％以上，通过对聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性，可提高二者之间的相容性，实现PLA/PBAT复合材料的韧性提升，该制备方法中无需其他的添加剂，具有制备过程简单，制备成本低等优点。

Description

一种高抗冲PLA/PBAT复合材料及其制备方法
技术领域
本发明公开涉及高分子材料的技术领域，尤其涉及一种高抗冲PLA/PBAT复合材料及其制备方法。
背景技术
随着环境污染和能源消耗的日益严重，环境友好高分子材料引起了学术界和工业界的广泛关注。聚乳酸(Polylactic Acid，PLA)作为一种来源于可再生资源的热塑性脂肪族聚酯，不仅具有良好的生物降解性和生物相容性，同时也拥有非常优异的力学强度和加工性能，因此无论是在通用塑料领域还是生物医用材料领域，PLA都展现出广阔的应用前景。
但由于PLA的韧性非常差，极大地限制了其应用范围。目前，技术人员为了提高PLA的韧性，主要通过聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(Poly(butyleneadipate-co-terephthalate)，PBAT)与PLA进行共混，利用PBAT来改善PLA的韧性。例如：中国专利201210289135.5公开了一种全生物降解PLA/PBAT复合薄膜及其制备方法，该方案在PLA和PBAT进行共混的同时，加入了二恶唑啉类扩链剂和官能度≥2的异氰酸酯类扩链剂为相容剂，进而提高PLA/PBAT的界面相容性，提高其拉伸韧性，以满足薄膜的制作；中国专利201110404499.9公开了一种完全生物降解聚乳酸组合物及其制备方法，该方案在PLA和PBAT共混体系中加入了二恶唑啉类扩链剂来提高共混体系中两组分的界面相容性，进而提高组合物的断裂伸长率。因此，采用现有方式制备获得的PLA/PBAT复合材料，虽然通过PBAT的加入，改善了PLA的拉伸韧性，但冲击韧性仍然比较薄弱，导致其无法作为结构材料使用，存在应用范围小等问题。
因此，如何研发一种新型的PLA/PBAT复合材料，以实现冲击韧性的提高，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明公开了一种高抗冲PLA/PBAT复合材料及其制备方法，以至少解决现有技术中制备获得的PLA/PBAT复合材料，由于冲击韧性较低，导致无法作为结构材料使用，存在应用范围小等问题。
本发明一方面提供了一种高抗冲PLA/PBAT复合材料，由聚乳酸以及化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯制成，其中，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的含量为20％以上。
优选，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的含量为30％以上。
进一步优选，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯为：采用甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯对聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性后获得。
进一步优选，按重量计，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯100份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2～3份、N-乙烯基吡咯烷酮2～3份以及过氧化二异丙苯0.2～0.3份。
进一步优选，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法具体为：
将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯进行熔融共混后，获得化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。
本发明另一方面还提供了一种上述高抗冲PLA/PBAT复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
1)将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯进行熔融共混，获得化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯，备用；
2)将聚乳酸和步骤1)中化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行熔融共混，获得复合材料。
本发明提供的高抗冲PLA/PBAT复合材料，由聚乳酸和化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行熔融共混的方式获得，该复合材料通过将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性，可提高二者之间的相容性，实现PLA/PBAT复合材料的韧性提升。
本发明提供的制备高抗冲PLA/PBAT复合材料的方法，在整体的制备环节中，只是在聚乳酸与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共混之前，预先对聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行了化学接枝改性，无需其他的添加剂，具有制备过程简单，制备成本低等优点。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
具体实施方式
下面以具体的实施方案对本发明进行进一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
鉴于现有技术中制备获得的PLA/PBAT复合材料在冲击韧性方面比较薄弱，导致其无法作为结构材料使用，存在应用范围小等问题。本实施方案提供了一种新型的PLA/PBAT复合材料，该PLA/PBAT复合材料具有高抗冲性，可作为结构材料使用，例如，汽车保险杠等。
该PLA/PBAT复合材料，由聚乳酸以及化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯制成，其中，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的含量为20％以上，优选，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的含量为30％以上。
其中，化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯为：采用甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯对聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性后获得。
具体而言，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的化学接枝改性过程如下：
按重量计，分别称取聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯100份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2～3份、N-乙烯基吡咯烷酮2～3份以及过氧化二异丙苯0.2～0.3份，将上述成分放入密炼机中熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合5min后，获得化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。
上述高抗冲PLA/PBAT复合材料的具体制备方法为：
1)将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性：
按比例称取聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯放入密炼机中熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合5min后，获得化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯，备用；
2)聚乳酸与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行共混：
按比例称取聚乳酸和上述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯放入密炼机中熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合5min后，获得复合材料。
上述制备方法的整体反应机理为：
Figure BDA0001914925620000041
其中，对于聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性时的熔融共混方式以及聚乳酸与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯之间的熔融共混方式，并不仅限于已列举的方式，可以采用任何适宜的熔融加工工艺，如双螺杆挤出机共混，只要可以达到同样的增韧效果，即可。
下面以具体的实施例对本发明进行更进一步的解释说明。
实施例1
将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)/N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)/过氧化二异丙苯(DCP)分别按100/3/0/0.3、100/1/1/0.1、100/2/2/0.2以及100/3/3/0.3的质量比混合，并将产物依次命名为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯0号(A0-PBAT)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯1号(A1-PBAT)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯2号(A2-PBAT)以及聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯3号(A3-PBAT)，将上述产物分别放入密炼机中熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min。
并将未经改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯命名为纯聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(纯PBAT)。
实施例2
将改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯2号(A2-PBAT)、聚乳酸按30/70(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为49.06KJ/M2。
实施例3
将改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯3号(A3-PBAT)、聚乳酸按30/70(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为54.49KJ/M2。
实施例4
将改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯2号(A2-PBAT)、聚乳酸按20/80(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为25.14KJ/M2。
实施例5
将改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯3号(A3-PBAT)、聚乳酸按20/80(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为25.42KJ/M2。
实施例6
将改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯1号(A1-PBAT)、聚乳酸按30/70(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为20.13KJ/M2。
实施例7
将改性的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯0号(A0-PBAT)、聚乳酸按30/70(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为13.64KJ/M2。
实施例8
将未改性的纯聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(纯PBAT)、聚乳酸按30/70(w/w)比例放入密炼机内熔融共混，其中，转速80rpm、混合温度180℃，混合时间5min，制备获得PLA/PBAT复合材料。
将制备获得的PLA/PBAT复合材料，在温度为23℃条件下，进行缺口冲击测试，其缺口冲击测试强度为9.6KJ/M2。
实施例9
以PLA作为对照，将按照不同配比制成的PLA/PBAT复合材料在温度为23℃条件下，分别进行缺口冲击强度以及断裂伸长率测试，具体结果见下表：
性能展示表
样品配比 缺口冲击强度KJ/M2 断裂伸长率(％)
PLA 4 7.9
PLA:纯PBAT＝70:30 9.6 14.3
PLA:A2-PBAT＝70:30 49.1 211.1
PLA:A3-PBAT＝70:30 54.5 215.1
由表可见，采用本发明制成的PLA/PBAT复合材料的缺口冲击强度是纯的PLA材料的十几倍，是PLA/纯PBAT复合材料的三倍之多，并且断裂伸长率是纯的PLA材料的27倍，是PLA/纯PBAT复合材料的11倍。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种高抗冲PLA/PBAT复合材料，其特征在于，由聚乳酸以及化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯制成，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯为：采用甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯对聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行化学接枝改性后获得，其中，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的含量为20％以上。
2.根据权利要求1所述高抗冲PLA/PBAT复合材料，其特征在于，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的含量为30％以上。
3.根据权利要求2所述高抗冲PLA/PBAT复合材料，其特征在于，按重量计，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯100份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2～3份、N-乙烯基吡咯烷酮2～3份以及过氧化二异丙苯0.2～0.3份。
4.根据权利要求3所述高抗冲PLA/PBAT复合材料，其特征在于，所述化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的制备方法具体为：
将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯进行熔融共混后，获得化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。
5.一种权利要求1所述高抗冲PLA/PBAT复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮以及过氧化二异丙苯进行熔融共混，获得化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯，备用；
2)将聚乳酸和步骤1)中化学接枝改性后的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯进行熔融共混，获得复合材料。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110358275A (zh) * 2019-08-21 2019-10-22 安徽恒鑫环保新材料有限公司 一种pla复合材料及其制备方法
CN114316538A (zh) * 2022-03-16 2022-04-12 中化学科学技术研究有限公司 一种改性pbat-pla材料及其制备方法
CN115260717B (zh) * 2022-05-17 2023-12-19 万华化学（宁波）有限公司 一种聚乳酸发泡材料及其制备方法和制备聚乳酸发泡珠粒的方法
CN115073900A (zh) * 2022-06-09 2022-09-20 合肥工业大学 一种高强高韧长效抗菌的聚乳酸共混复合材料及制备方法与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101265356A (zh) * 2008-05-07 2008-09-17 江苏琼花集团有限公司 一种降解型复合材料及其制备方法
CN102276846A (zh) * 2011-05-31 2011-12-14 中国科学院长春应用化学研究所 一种改性聚乳酸及其制备方法
CN103113533A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 中国科学院长春应用化学研究所 聚乳酸共聚物及其制备方法、改性聚乳酸
WO2013184836A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Metabolix, Inc. Low glass transition polyhydroxyalkanoates for modification of biodegradable polymers
CN103709695A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 安徽聚美生物科技有限公司 一种pla改性材料及其制备方法和pla生物降解地膜
CN107118309A (zh) * 2017-06-26 2017-09-01 浙江海轩科技有限公司 一种生物可降解聚酯合金及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110077365A1 (en) * 2008-12-29 2011-03-31 Gilbert Yu Preparation of organosilicon-containing triazoles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101265356A (zh) * 2008-05-07 2008-09-17 江苏琼花集团有限公司 一种降解型复合材料及其制备方法
CN102276846A (zh) * 2011-05-31 2011-12-14 中国科学院长春应用化学研究所 一种改性聚乳酸及其制备方法
WO2013184836A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Metabolix, Inc. Low glass transition polyhydroxyalkanoates for modification of biodegradable polymers
CN103113533A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 中国科学院长春应用化学研究所 聚乳酸共聚物及其制备方法、改性聚乳酸
CN103709695A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 安徽聚美生物科技有限公司 一种pla改性材料及其制备方法和pla生物降解地膜
CN107118309A (zh) * 2017-06-26 2017-09-01 浙江海轩科技有限公司 一种生物可降解聚酯合金及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
preparation and properties of biodegradable poly（lactic acid）/poly(butylene adipate-co-terephthalate) blend with glycidyl methacrylate as reactive processing agent;Naiwen Zhang，等;《Journal of materials science》;20081110;第250-256页 *
全生物降解超韧聚乳酸复合材料的制备与性能研究;赵桂艳，等;《2015年全国高分子论文报告会》;20151017;第1791页 *

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