本發(fā)明涉及高柔韌性和耐熱性聚乳酸改性材料及其制備方法，具體涉及高分子化合物領(lǐng)域，是一種用聚乳酸純新料制得的聚乳酸改性材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚乳酸(PLA)，又稱聚丙交酯，是來自可再生資源如淀粉中所生產(chǎn)出的一種可降解高分子聚酯樹脂材料，除有利于減少人類對石油資源的依賴性外；其具有良好的生物可降解性，在自然條件下可降解成二氧化碳和水，對環(huán)境十分友好。

聚乳酸盡管有優(yōu)異的可降解性和生物兼容性，同時具有較高的拉伸強度、壓縮模量及良好的抗熱性，還能運用多種方式進行加工的突出優(yōu)點。同時聚乳酸也擁有很多的缺點，質(zhì)硬而韌性差，缺乏柔性和彈性，極易彎曲變形，更由于耐熱溫度太低(軟化點55℃)，這極大限制了它的發(fā)展和使用范圍，所以對聚乳酸進行改性已經(jīng)刻不容緩。提高聚乳酸耐熱性的主要技術(shù)是改善聚乳酸的結(jié)晶性能，提高聚乳酸的結(jié)晶度。另外，還有將聚乳酸與高玻璃化溫度(Tg)高分子材料共混，引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)，纖維增強以及納米復合技術(shù)等方法是現(xiàn)在對聚乳酸改性的主流思想。

聚乳酸具有很明顯的缺點，那就是質(zhì)硬而韌性差，耐熱溫度太低，并且目前現(xiàn)有的技術(shù)卻并不能夠解決它，使得耐熱改性和增韌改性同步完成。雖然現(xiàn)有技術(shù)能單一解決在物性上的各種缺點的某一方面，但實際上無法滿足聚乳酸制品在各種應用領(lǐng)域上的需要。

通過添加改性無機和天然纖維、用無機改性和天然礦物提高聚乳酸材料結(jié)晶速率、并進行輻照交聯(lián)的提高聚乳酸復合材料耐熱性的方法在中國專利CN201010290969.9高強度高耐熱聚乳酸復合材料及制備方法中被公開。

聚乳酸與玻璃纖維共混提高聚乳酸耐熱性和材料強度的方法。玻璃纖維大量加入，降低了聚乳酸復合材料的生物分解性。這種方法來自中國專利CN201010138717.4一種玻璃纖維增強的阻燃耐熱聚乳酸復合材料的制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種聚乳酸改性材料，其將聚乳酸純新料的耐熱改性和增韌改性同步完成，以明顯提高聚乳酸的柔韌性和耐熱性，使聚乳酸能批量生產(chǎn)和得到推廣普及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前聚乳酸材料存在韌性差、耐熱性差的缺陷，本發(fā)明提出了一種聚乳酸改性材料及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種聚乳酸改性材料，其將聚乳酸純新料的耐熱改性和增韌改性同步完成，以明顯提高聚乳酸的柔韌性和耐熱性，使聚乳酸能批量生產(chǎn)和得到推廣普及。

本發(fā)明高柔韌性和耐熱性聚乳酸改性材料及其制備方法，其特征在于其各組分按重量份計為：

聚L聚乳酸均聚物 50-99份

聚D聚乳酸共聚物 1-50 份

擴鏈劑 1-5 份

熱穩(wěn)定劑 1-10 份

耐熱改性劑 5-20 份

增韌劑 1-10 份

成核劑 1-15 份

本發(fā)明中所述的聚乳酸為分子量大于10萬的聚L聚乳酸均聚物和聚D聚乳酸共聚物。

本發(fā)明中所述的擴鏈劑為均聚四甲酸二酐、環(huán)氧基苯乙烯-丙烯酸無規(guī)共聚物和2，2-雙(2-惡哩琳)之任一或任意配比二種或以上的混合物；

本發(fā)明中所述的熱穩(wěn)定劑為三-(壬基苯基)亞磷酸酯；

本發(fā)明中所述的耐熱改性劑為：具有兩個或兩個以上能與聚乳酸的端烴基基團和端羧基基團；

本發(fā)明中所述的增韌劑為；POE-DF610和POE-8800D的一種；

本發(fā)明中所述的成核劑為細度不小于5000目的蒙脫土和滑石粉；

本發(fā)明中所述的加工工藝為擠出、注塑或壓延方法；

本發(fā)明提出一種聚乳酸改性材料及其制備方法，其具體制備步驟如下：

（1）將顆粒狀的聚乳酸母粒經(jīng)單螺桿流延膜機，流延出膜厚為0.1mm-0.4mm的膜片，再經(jīng)粉碎機粉碎，粉碎后所得的物質(zhì)為片狀聚乳酸;

（2）通過高速攪拌混合機，將片狀聚乳酸、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、耐熱改性劑、增韌劑和成核劑混合均勻，取出放置干燥冷卻后，將該混合物加入至單螺桿擠出機中熔融共混后拉條、水冷、切成顆粒，在70-80℃下干燥，去除多余的水分，得聚乳酸改性材料。

具體實施實例

以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

實施例1

本發(fā)明聚乳酸改性材料的配方(重量份數(shù))如下：聚L聚乳酸均聚物：55份；聚D聚乳酸共聚物：45份；擴鏈劑均聚四甲酸二酐：1 份；熱穩(wěn)定劑三-(壬基苯基)亞磷酸酯：1份；耐熱改性劑：3份；增韌劑POE-DF610：1份；成核劑滑石粉4000目：5 份；

（1）將顆粒狀的聚乳酸母粒經(jīng)單螺桿流延膜機，流延出膜厚為0.1mm-0.4mm的膜片，再經(jīng)粉碎機粉碎，粉碎后所得的物質(zhì)為片狀聚乳酸;

（2）通過高速攪拌混合機，將片狀聚乳酸、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、耐熱改性劑、增韌劑和成核劑混合均勻，取出放置干燥冷卻后，將該混合物加入至單螺桿擠出機中熔融共混后拉條、水冷、切成顆粒，在70-80℃下干燥，去除多余的水分，得聚乳酸改性材料。

上述聚乳酸改性材料的各項性能數(shù)據(jù)如下：拉伸強度(MPa)，28.89；拉伸延性 (%)，38.44；維卡軟化溫度(℃)，90。

實施例2

本發(fā)明聚乳酸改性材料的配方(重量份數(shù))如下：聚L聚乳酸均聚物：75份；聚D聚乳酸共聚物：25份；擴鏈劑環(huán)氧基苯乙烯-丙烯酸無規(guī)共聚物：2 份；熱穩(wěn)定劑三-(壬基苯基)亞磷酸酯：5份；耐熱改性劑：5 份；增韌劑POE-DF610：5 份；成核劑滑石粉5000目：10 份；

（1）將顆粒狀的聚乳酸母粒經(jīng)單螺桿流延膜機，流延出膜厚為0.1mm-0.4mm的膜片，再經(jīng)粉碎機粉碎，粉碎后所得的物質(zhì)為片狀聚乳酸;

（2）通過高速攪拌混合機，將片狀聚乳酸、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、耐熱改性劑、增韌劑和成核劑混合均勻，取出放置干燥冷卻后，將該混合物加入至單螺桿擠出機中熔融共混后拉條、水冷、切成顆粒，在70-80℃下干燥，去除多余的水分，得聚乳酸改性材料。

上述聚乳酸改性材料的各項性能數(shù)據(jù)如下：拉伸強度(MPa)，29.98；拉伸延性 (%)，37.38；維卡軟化溫度(℃)，84。

實施例3

本發(fā)明聚乳酸改性材料的配方(重量份數(shù))如下：聚L聚乳酸均聚物：85份；聚D聚乳酸共聚物：15份；擴鏈劑環(huán)氧基苯乙烯-丙烯酸無規(guī)共聚物和2，2-雙(2-惡哩琳)：5份；熱穩(wěn)定劑三-(壬基苯基)亞磷酸酯：5份；耐熱改性劑：10份；增韌劑POE-8800D：5 份；成核劑蒙脫土5000目：5 份；

（1）將顆粒狀的聚乳酸母粒經(jīng)單螺桿流延膜機，流延出膜厚為0.1mm-0.4mm的膜片，再經(jīng)粉碎機粉碎，粉碎后所得的物質(zhì)為片狀聚乳酸;

（2）通過高速攪拌混合機，將片狀聚乳酸、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、耐熱改性劑、增韌劑和成核劑混合均勻，取出放置干燥冷卻后，將該混合物加入至單螺桿擠出機中熔融共混后拉條、水冷、切成顆粒，在70-80℃下干燥，去除多余的水分，得聚乳酸改性材料。

上述聚乳酸改性材料的各項性能數(shù)據(jù)如下：拉伸強度(MPa)，39.96；拉伸延性 (%)，36.82；維卡軟化溫度(℃)，84。