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1、(10)申请公布号 CN 102040815 A (43)申请公布日 2011.05.04 CN 102040815 A *CN102040815A* (21)申请号 201010618280.4 (22)申请日 2010.12.30 C08L 67/04(2006.01) C08K 5/11(2006.01) C08K 5/12(2006.01) B29B 7/28(2006.01) B29C 43/58(2006.01) (71)申请人 上海交通大学 地址 200240 上海市闵行区东川路 800 号 (72)发明人 白鑫 王如寅 张勇 (74)专利代理机构 上海交达专利事务所 31201。
2、 代理人 王锡麟 王桂忠 (54) 发明名称 聚乳酸的增塑改性方法 (57) 摘要 一种高分子材料技术领域的聚乳酸的增塑 改性方法， 通过将聚乳酸、 柠檬酸三丁酯和环己 烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯共混密炼后压模成型， 实现增塑改性。本发明在加大材料的断裂伸长率 和冲击强度的同时实现方法步骤简单， 适用性强 的优点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 CN 102040818 A1/1 页 2 1. 一种聚乳酸的增塑改性方法， 其特征在于， 通过将聚乳酸、 柠檬酸三丁酯和作为增塑 剂的环己烷 -1， 2-。
3、 二羧基二异壬酯共混密炼后压模成型， 实现增塑改性。 2. 根据权利要求 1 所述的聚乳酸的增塑改性方法， 其特征是， 所述的聚乳酸预先置于 70真空烘箱中干燥 10h。 3. 根据权利要求 1 所述的聚乳酸的增塑改性方法， 其特征是， 所述的共混密炼是指 ： 在 160-170的共混温度下， 依次加入聚乳酸、 柠檬酸三丁酯和环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯 并以 30-80 转每分钟的速度混炼 7-15 分钟。 4. 根据权利要求 1 所述的聚乳酸的增塑改性方法， 其特征是， 所述的压模成型是指 ： 将 共混密炼的材料冷却后置入模具中， 在160-170下预热2-5分钟后依次进行1-5分。
4、钟热压 以及 10-30 分钟冷压， 压力为 13-18MPa。 5. 根据上述任一权利要求所述的聚乳酸的增塑改性方法， 其特征是， 所述的聚乳酸、 柠 檬酸三丁酯和环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯的重量比例为 100 5-20 5-20。 6.根据权利要求1至4中任一所述的聚乳酸的增塑改性方法， 其特征是， 所述的聚乳酸 的熔融指数为 (190， 2.16kg)5-12g/10min， 即在 190， 2.16kg 的载荷下， 聚乳酸的熔体 通过一直径 2.1mm 圆管， 所流出的质量为 5-12g。 权 利 要 求 书 CN 102040815 A CN 102040818 A1/3 。
5、页 3 聚乳酸的增塑改性方法 技术领域 0001 本发明涉及的是一种高分子材料技术领域的方法， 具体是一种聚乳酸的增塑改性 方法。 背景技术 0002 聚乳酸 (PLLA) 能够应用于生物医用领域和包装领域。PLLA 的玻璃化转变温度为 55-65， 如果用于软质材料， Tg 偏高。在低于 Tg 温度下， PLLA 处于玻璃态， 而当温度高于 Tg 时， PLLA 呈现较大的回弹性、 柔韧性和冲击强度。增塑改性 PLLA 是改善 PLLA 力学性能 的有效方法。用于 PLLA 增塑改性的增塑剂需为无毒、 环保型增塑剂， 从而能更好地满足生 物医用、 食品包装以及环保等应用。 0003 经过对现。
6、有技术的检索发现， 中国专利 CN1687233 公开了用 TBC 增塑改性聚乳酸 的方法， 但是 TBC 在材料中有较强的迁移性， 不利于材料的长久使用 ； 中国专利 CN 1857235 公开了一种与聚合型增塑剂来代替小分子增塑剂来对聚乳酸进行增塑改性， 解决了小分子 增塑剂的迁移问题， 但是对聚乳酸断裂伸长率提高只有 1.5 倍左右， 同时这种聚合物增塑 剂的制备方法较为复杂， 不利于工业化生产 ； Polymer Engineering and Science在2009年 第 49 卷第 2414-2420 页报道了单一使用 TBC 和 DINCH 来对 PLLA 进行增塑改性的方法，。
7、 当 只加入 10 份 DINCH 到 PLLA 时， 断裂伸长率可以达到 129， 单独使用一种增塑剂得到的材 料的断裂伸长率还不够大， 往往不能达到高性能场合的性能要求。 发明内容 0004 本发明针对现有技术存在的上述不足， 提供一种聚乳酸的增塑改性方法， 在加大 材料的断裂伸长率和冲击强度的同时实现方法步骤简单， 适用性强的优点。 0005 本发明是通过以下技术方案实现的， 本发明通过将聚乳酸、 柠檬酸三丁酯和作为 增塑剂的环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯共混密炼后压模成型， 实现增塑改性。 0006 所述的聚乳酸、 柠檬酸三丁酯和环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯的重量比例为 。
8、100 5-20 5-20。 0007 所述的聚乳酸的熔融指数为 (190， 2.16kg)5-12g/10min， 即在 190， 2.16kg 的 载荷下， 聚乳酸的熔体通过一直径 2.1mm 圆管， 所流出的质量为 5-12g。 0008 所述的聚乳酸预先置于 70真空烘箱中干燥 10h。 0009 所述的共混密炼是指 ： 在 160-170的共混温度下， 依次加入聚乳酸、 柠檬酸三丁 酯和环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯并以 30-80 转每分钟的速度混炼 7-15 分钟。 0010 所述的压模成型是指 ： 将共混密炼的材料冷却后置入模具中， 在 160-170下预 热 2-5 分。
9、钟后依次进行 1-5 分钟热压以及 10-30 分钟冷压， 压力为 13-18MPa。 0011 本发明采用了增塑剂柠檬酸三丁酯和增塑剂环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯并用 的方法， 利用增塑剂降低聚乳酸的玻璃化转变温度， 提高材料的断裂伸长率和冲击强度， 使 材料具有高强度， 高韧性的特点， 在环己烷-1， 2-二羧基二异壬酯加入量为15份， 柠檬酸三 说 明 书 CN 102040815 A CN 102040818 A2/3 页 4 丁酯加入量为 5 份时， 断裂伸长率达到 325， 冲击强度达到 149J/m， 满足包装和生物医用 领域的需求。 具体实施方式 0012 下面对本发明。
10、的实施例作详细说明， 本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施， 给出了详细的实施方式和具体的操作过程， 但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 0013 以 下 实 施 例 所 用 材 料 为 ： 聚 乳 酸 ： 牌 号 3051D，熔 融 指 数 (190 ， 2.16kg)10g/10min， 美国 Natureworks 公司产品。 0014 实施例 0015 本发明实施例包括以下步骤 ： 0016 第一步、 共混前， 将聚乳酸置于 70真空烘箱中干燥 10h ； 0017 第二步、 将干燥好后的聚乳酸和增塑剂按表 1 比例预先混合均匀， 然后在德国 Haake RC90 转矩流。
11、变仪中熔融共混。共混温度为 170， 转速为 50 转每分钟， 共混时间为 10min ； 0018 第三步、 将所得试样置于模具中， 于170下预热3min， 然后在15MPa下热压2min， 再冷压 15min 成型， 压力为 15MPa， 按 ASTM 标准制样， 对材料进行性能测试。 0019 比较例 1 0020 配方中没有加入增塑剂， 加工工艺同实施例 1-5。 0021 表 1 实施例和对比例配方 ( 单位为重量份 ) 0022 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 对比例 聚乳酸 100 100 100 100 100 100 柠檬酸三丁酯 5 5 10 。
12、10 15 0 环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯 5 10 5 10 5 0 0023 表 2 样品厚度为 1.0mm， 拉伸速率 20mm/min 时的力学性能结果 0024 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 对比例 拉伸强度 (MPa) 41.5 24.6 35.8 31.9 27.3 69.5 断裂伸长率 ( ) 6 143 309 325 175 4 缺口冲击强度 (J/m) 37 72 40 72 149 29 0025 从表 2 可以看出， 采用本方法加入混合增塑剂柠檬酸三丁酯和环己烷 -1， 2- 二羧 基二异壬酯增塑聚乳酸， 当加入增塑剂各为 5 份时 ( 实施例 1)， 材料增韧效果不明显， 随着 增塑剂加入量增多， 材料的断裂伸长率和缺口冲击强度都有大幅提高， 尤其是断裂伸长率， 说 明 书 CN 102040815 A CN 102040818 A3/3 页 5 最多提高了 80 倍左右， 缺口冲击强度最多也提高了 500以上。混合增塑剂柠檬酸三丁酯 和环己烷 -1， 2- 二羧基二异壬酯改善了聚乳酸的韧性。 说 明 书 CN 102040815 A 。