專利名稱：聚乳酸共混物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，具體的說涉及一種快速結(jié)晶透明聚乳酸共 混物及其用途。
背景技術(shù)：
近年來，作為食品、飲料用容器、托盤等以及商品外包裝盒材料的 聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龍等的消耗量逐年增加。與此相伴隨的是， 使用后廢棄物的量也在不斷的增加。由于這些廢棄物的焚燒以及掩埋， 帶來了各種各樣的環(huán)境問題。為了解決這些問題，近年來，能夠進行生 物分解的聚合物正在不斷地被使用。其中，聚乳酸由于具有相對較高的 熔點及其相對較高的機械性能，在工業(yè)上被廣泛的應(yīng)用。
但是聚乳酸本身結(jié)晶速度較慢，需要通過添加成核劑來提高結(jié)晶速 度。添加一般的成核劑如滑石粉、碳酸鈣等，雖然可以提高聚乳酸的結(jié) 晶速度，但是會導(dǎo)致透明性的顯著下降。
在日本專利H05-504471中提出在聚乳酸混合滑石粉后注射成型， 成型品具有較高的耐熱溫度，但是添加少量的滑石粉也會大大影響聚乳 酸的透明性。且在日本專利H08-193165中將滑石粉等作為成核劑添加 到聚乳酸中，當注射成型時，實際的結(jié)晶速度較慢，且產(chǎn)品較脆。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種與基體聚乳酸相比，具有更高的熔融結(jié)
晶速度的聚乳酸共混物及其用途。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種該聚乳酸共混物制得的成型制品。 本發(fā)明還有一個目的在于通過向上述共混物中進一步添加乙撐雙
垸基酰胺來同時提高聚乳酸的冷結(jié)晶速度和熔融結(jié)晶速度。本發(fā)明的目的可以通過以下的手段得到
一種聚乳酸共混物，其特征在于主要由下列重量份的組分組成 聚乳酸 100份
納米二氧化硅 0.5~5份
酰胺類化合物 (U 10份。
上述聚乳酸是結(jié)晶性聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物或者是它們之間
的混合物。聚乳酸的熔點為120~185°C，重均分子量為2萬 80萬。 上述納米二氧化硅的粒徑為10 300nm。
上述酰胺類化合物選自乙撐雙烷基酰胺、飽和脂肪酸單酰胺、不飽 和脂肪酸單酰胺或氨基酸酰胺中的-一種或幾種，優(yōu)選自月桂酸酰胺、硬 脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酸酰胺、乙撐雙月桂酰胺、乙 撐雙硬脂酰胺、乙撐雙油酸酰胺、賴氨酸月桂酰胺、賴氨酸硬脂酰胺、 谷氨酸月桂酰胺、谷氨酸硬脂酸酰胺、亮氨酸氨酸月桂酰胺、亮氨酸硬 脂酰胺中的一種或幾種。
上述聚乳酸共混物的共混方法可以是熔融共混、機械共混等或它們 的組合?？梢酝ㄟ^高速混合機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、密煉機 等機械而實現(xiàn)。
一種聚乳酸共混物在制備成型制品中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的具體可以通過以下措施來達到
通過每100重量份聚乳酸與下述(A)和(B)通過共混而形成共 混物(A) 0.5 5重量份納米二氧化硅，(B) 0.1 10重量份酰胺類化
合物。通過被添加的(A)提高聚乳酸的熔融結(jié)晶溫度(Tme)，通過被 添加的(B)酰胺類化合物來降低聚乳酸的冷結(jié)晶溫度(Tee)、從而提高 聚乳酸的結(jié)晶速度。
作為本發(fā)明中的聚乳酸共混物中的聚乳酸，其熔點為120 185°C， 重均分子量為2萬 80萬，以L-乳酸或D-乳酸作為主成分，可以是聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物、聚乳酸均聚物與聚乳酸共聚物的共混物、
聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物(stereocomplex)、聚乳酸立構(gòu)復(fù)合物與聚乳酸均聚 物和/或聚乳酸共聚物的共混物。L-乳酸單元和D-乳酸單元的構(gòu)成摩爾 比在100/0 0/100的范圍內(nèi)選擇。但為了保證聚乳酸的結(jié)晶性，優(yōu)選L-乳酸單元和D-乳酸單元中的任何一種的含量在90moie/。以上。
上述納米二氧化硅的粒徑在10 300nm。優(yōu)選30-100nm。粒徑太小， 表觀密度過小，容易團聚，不容易進行加料。粒徑太大，會嚴重影響材 料的透明性。
本發(fā)明產(chǎn)品與基體聚乳酸相比，由于添加了納米二氧化硅，從而具 有更高的熔融結(jié)晶溫度，由于添加了酰胺類化合物，從而具有更低的冷 結(jié)晶速度，并且在提高結(jié)晶性的同時保證了制品的透明性。
具體實施例方式
透明性
使用霧度來表征成型品的透明性。成型品熱處理前后的霧度通過Suga HZ-1型霧度計測定。
熱特性
使用TA公司的DSC QIOO，測定結(jié)晶溫度。把壓制好的薄膜用刀片切 下大約10mg，制備樣盤。氮氣流量為50ml/min，在室溫下達到平衡， 升溫速率為20°C/min，升溫到200°C，讀出放熱峰作為冷結(jié)晶溫度(Tcc)， 吸熱峰作為熔點(Tm)，在20(TC恒溫3分鐘消除熱歷史，冷卻速率為1 °C/min，降溫到室溫，讀出吸熱峰作為熔融結(jié)晶溫度(Tme)，在室溫下恒溫 2分鐘，再次以20。C/min升溫，讀出玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)。 實施例1:
將聚乳酸(4032D,Natureworks)置于真空烘箱中，8(TC干燥10小 時后，與粒徑為20-40nm的納米二氧化硅(Hn200g，淄博海納高科材料有限公司)、乙撐雙硬脂酸酰胺按100:1:0.5 (重量份)混合后，通過 雙螺桿擠出機共擠出、造粒。所述雙螺桿擠出機的進料段溫度為170°C， 其余各段溫度為21(TC，擠出過程中抽真空排氣。造粒好的混合物在真 空烘箱中，8(TC干燥10小時后，使用手動式熱壓機壓制成膜。熱壓機 的溫度為20(TC,熔融時間為3min，保壓時間為30秒。壓制好的熔體 用冰水混合物淬冷后，制得厚度約為0.5mm的膜。
薄膜充分干燥后，測試熱處理前薄膜的冷結(jié)晶溫度(Tee)為89.35 。C，熔融結(jié)晶溫度(Tme)為123.20。C，霧度為8.8% 實施例2:
將聚乳酸(4032D,Natureworks)置于真空烘箱中，8(TC干燥10小 時后，與粒徑為20-40nm的納米二氧化硅(Hn200g，淄博海納高科材 料有限公司)、乙撐雙月桂酸酰胺按100:1:1 (重量份)混合后，通過雙 螺桿擠出機共擠出、造粒。所述雙螺桿擠出機的進料段溫度為170°C， 其余各段溫度為21(TC，擠出過程中抽真空排氣。造粒好的混合物在真 空烘箱中，80"C干燥IO小時后，使用手動式熱壓機壓制成膜。熱壓機 的溫度為200°C，熔融時間為3niin，保壓時間為30秒。壓制好的熔體 用冰水混合物淬冷后，制得厚度約為0.5mm的膜。 薄膜充分干燥后，測試熱處理前薄膜的冷結(jié)晶溫度(Tcc)為91.8°C，
熔融結(jié)晶溫度(Tmc)為119.rC，霧度為3.8%。
實施例3:
將聚乳酸(4032D,Natureworks)置于真空烘箱中，80。C干燥10小 時后，與粒徑為20-40nm的納米二氧化硅(Hn200g，淄博海納高科材 料有限公司)、乙撐雙硬脂酸酰胺按100:3:10 (重量份)混合后，通過 雙螺桿擠出機共擠出、造粒。所述雙螺桿擠出機的進料段溫度為170°C， 其余各段溫度為21(TC，擠出過程中抽真空排氣。造粒好的混合物在真 空烘箱中，8(TC干燥10小時后，使用手動式熱壓機壓制成膜。熱壓機的溫度為20(TC，熔融時間為3min，保壓時間為30秒。壓制好的熔體 用冰水混合物淬冷后，制得厚度約為0.5mm的膜。
薄膜充分干燥后，測試熱處理前薄膜的冷結(jié)晶溫度(Tee)為92.16 °C，熔融結(jié)晶溫度(Tmc)為121.3(TC，霧度為44.8%。 比較例1:
將聚乳酸(4032D)置于真空烘箱中，8(TC干燥10小時后，通過雙 螺桿擠出機共擠出、造粒。所述雙螺桿擠出機的進料段溫度為17(TC， 其余各段溫度為21(TC，擠出過程中抽真空排氣。造粒好的粒料在真空 烘箱中8(TC下干燥10小時后，使用手動式熱壓機壓制成膜。熱壓機的 溫度為20(TC，熔融時間為3min，保壓時間為30秒。壓制好的熔體用 冰水混合物淬冷后，制得厚度約為0.5mm的膜。
薄膜充分干燥后，測試熱處理前薄膜的冷結(jié)晶溫度(Tee)為U0.9°C，
熔融結(jié)晶溫度(Tmc)觀測不到，霧度為3.0%。 比較例2:
將聚乳酸(4032D,Natureworks)置于真空烘箱中，8(TC干燥10小 時后，與普通二氧化硅(silica23，道康寧)按100:1 (重量份)混合后， 通過雙螺桿擠出機共擠出、造粒。所述雙螺桿擠出機的進料段溫度為170 °C，其余各段溫度為21(TC，擠出過程中抽真空排氣。造粒好的混合物 在真空烘箱中，8(TC干燥10小時后，使用手動式熱壓機壓制成膜。熱 壓機的溫度為200°C，熔融時間為3min，保壓時間為30秒。壓制好的 熔體用冰水混合物淬冷后，制得厚度約為0.5mm的膜。
薄膜充分干燥后，測試熱處理前薄膜的冷結(jié)晶溫度(Tee)為108.32 °C，熔融結(jié)晶溫度(Tme)為130.88t:，霧度為20.9%。
比較例3
將聚乳酸(4032D,Natureworks)置于真空烘箱中，8(TC干燥10小 時后，與滑石粉按100力.5 (重量份)混合后，通過雙螺桿擠出機共擠出、造粒。所述雙螺桿擠出機的進料段溫度為170°C，其余各段溫度為
210°C,擠出過程中抽真空排氣。造粒好的混合物在真空烘箱中，80°C 干燥10小時后，使用手動式熱壓機壓制成膜。熱壓機的溫度為20(TC， 熔融時間為3min，保壓時間為30秒。壓制好的熔體用冰水混合物淬冷 后，制得厚度約為0.5mm的膜。
薄膜充分干燥后，測試熱處理前薄膜的冷結(jié)晶溫度(Tee)為107.77 °C，熔融結(jié)晶溫度(Tme)為123.42。C，霧度為30.9%。
權(quán)利要求
1、一種聚乳酸共混物，其特征在于主要由下列重量份的組分組成聚乳酸100份納米二氧化硅 0.5～5份酰胺類化合物 0.1～10份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸共混物，其特征在于聚乳酸是 結(jié)晶性聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物或者是它們之間的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚乳酸共混物，其特征在于聚乳 酸的熔點為120 185°C，重均分子量為2萬 80萬。
4、 根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚乳酸共混物，其特征在于納米二氧化硅的粒徑為10 300nm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸共混物，其特征在于所述的酰 胺類化合物選自乙撐雙垸基酰胺、飽和脂肪酸單酰胺、不飽和脂肪酸單 酰胺、氨基酸酰胺中的一種或幾種。
6、 一種權(quán)利要求1所述的聚乳酸共混物在制備成型制品中的應(yīng)用。聚乳酸100份納米二氧化硅0.5 5份 酰胺類化合物 0.1 10份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚乳酸共混物及其用途。該共混物主要由聚乳酸、納米二氧化硅、酰胺類化合物組成。該共混物在保持聚乳酸透明性的同時，與聚乳酸相比，具有更高的熔融結(jié)晶和更低的冷結(jié)晶溫度。
文檔編號C08L67/04GK101314666SQ20071002310
公開日2008年12月3日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者天 夏, 征 徐, 賴錚錚 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司