專(zhuān)利名稱(chēng)：：提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬高分子材料加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法。
背景技術(shù)：
：聚乳酸(PLA)是一種來(lái)源廣泛，且可生物降解的高分子材料，目前聚乳酸越^1越廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、制藥和生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，但是在通用塑料領(lǐng)域的應(yīng)用還是很少。從國(guó)內(nèi)外PLA生產(chǎn)和研究的現(xiàn)狀可以看出，阻礙PLA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題有以下方面(1)合成路線冗長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格偏高；目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的PLA生產(chǎn)線基本上都是采用丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法，該法生產(chǎn)成本和價(jià)格較高，使其制品難以在包裝、農(nóng)業(yè)、紡織等領(lǐng)域得到大量推廣；(2)聚乳酸的脆性高，其柔韌度達(dá)不到結(jié)構(gòu)材料的使用要求。(3)通常采用熔融加工法加工聚乳酸，加工過(guò)程中會(huì)引起材料的熱降解。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種提高聚乳酸與淀粉(Starch)共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，該方法使聚乳酸與淀粉的共混物在一定的加工溫度和壓力下流動(dòng)成型，成型后共混體系的相容性增加，而且共混物沖擊性能及拉伸強(qiáng)度大幅度提高，降低聚乳酸生產(chǎn)成本及改善它的脆性，同時(shí)避免材料的熱降解。本發(fā)明主要原理是高分子材料在一定的成型壓力及成型溫度作用下產(chǎn)生流動(dòng)取向，形成有利于材料力學(xué)性能提高的微觀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一種提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，包括下列步驟-(1)將聚乳酸與淀粉切片按一定質(zhì)量配比通過(guò)雙螺桿共混擠出造粒，共混溫度為140-190'C，，形成聚乳酸與淀粉的共混體系；(2)將共混物切片干燥后經(jīng)注塑機(jī)成型成標(biāo)準(zhǔn)樣條(80mmX10mmX4mm)，注塑溫度為170~200°C，注塑壓力為80100bar;(3)將上述樣條切割成尺寸為G6mmX10mmX4mm)的長(zhǎng)方體，放入模具內(nèi)，在成型溫度為6015(TC，成型壓力為100卯0MPa，成型時(shí)間為l-20min的條件下，通過(guò)平板硫化機(jī)對(duì)共混體系再次成型。所述聚乳酸與淀粉的質(zhì)量比為70:30-50:50，其中聚乳酸為紡絲級(jí)且數(shù)均分子量在10~30萬(wàn)之間，淀粉是經(jīng)過(guò)改性后的親水性熱塑型玉米淀粉(屬己知產(chǎn)品)。本發(fā)明中聚乳酸與淀粉的質(zhì)量比分別為70:30和50:50時(shí)，成型后共混體系的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度都有不同程度的提高，沖擊強(qiáng)度最高提高4倍，拉伸強(qiáng)度最多提高近兩倍。本發(fā)明的有益效果(1)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，可實(shí)現(xiàn)低能耗，低成苯的連續(xù)化生產(chǎn)；(2)同時(shí)又避免聚乳酸熔融加工帶來(lái)的熱降解問(wèn)題；(3)改善了聚乳酸與淀粉的相容性，同時(shí)使得聚乳酸基體流動(dòng)取向，形成"層狀結(jié)構(gòu)"，這兩種變化均有利于材料力學(xué)性能的提高。圖1是PLLA(聚L-乳酸)/Starch(70/30)注塑后的SEM(掃描電鏡)淬斷斷面圖；圖2是經(jīng)ll(TC450MPa成型后PLLA/Starch(70/30)的SEM淬斷斷面圖；圖3是PLLA/Starch(50/50)注塑后的SEM淬斷斷面圖；圖4是經(jīng)ll(TC450MPa成型后PLLA/Starch(50/50)的SEM淬斷斷面圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例1將PLLA/Starch(70/30)切割后的長(zhǎng)方體(其斷口行貌如圖1所示)，在成型溫度IIO'C一定，改變成型壓力，成型5分鐘后，其斷口行貌的變化(圖1和圖2所示)；成型前后沖擊強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度的變化，如表l。表l110°C5min改變成型壓力后PLLA/Starch(70/30)的力學(xué)性肖i<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實(shí)施例2將PLLA/Starch(50/50)切割后的長(zhǎng)方體(其斷口行貌如圖3所示)，在成型壓力一定，改變成型溫度，成型5分鐘后，其斷口行貌的變化(圖3和圖4所示)；成型前后沖擊強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度的變化，如表2。表2450Mpa5min改變成型溫度后PLLA/Starch(50/50)的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1.一種提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，包括下列步驟(1)將聚乳酸與淀粉按質(zhì)量配比通過(guò)雙螺桿共混擠出造粒，共混溫度為140～190℃，形成聚乳酸與淀粉的共混體系；(2)控制注塑溫度和壓力，將共混物切片干燥后經(jīng)注塑機(jī)成型成標(biāo)準(zhǔn)樣條；(3)將上述樣條切割成形，放入模具內(nèi)，控制成型溫度、成型壓力和成型時(shí)間，通過(guò)平板硫化機(jī)對(duì)共混體系再次成型。2.根據(jù)權(quán)利1所述的提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，其特征在于:所述聚乳酸為紡絲級(jí)且數(shù)均分子量在1030萬(wàn)之間，淀粉是經(jīng)過(guò)改性后的親水性熱塑型玉米淀粉。3.根據(jù)權(quán)利1或2所述的提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，其特征在于所述聚乳酸與淀粉的質(zhì)量比為70:3050:50。4.根據(jù)權(quán)利1所述的提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，其特征在于所述步驟(2)中的注塑溫度為170~200°C，注塑壓力為80100bar,標(biāo)準(zhǔn)樣條是80mmX10mmX4mm。5.根據(jù)權(quán)利1所述的提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，其特征在于所述歩驟(3)中的切割成形是切割成尺寸為36mmX10mmX4mm的長(zhǎng)方體，成型溫度為60~150°C，成型壓力為100900MPa，成型時(shí)間為l-20min。全文摘要本發(fā)明涉及一種提高聚乳酸與淀粉共混物的力學(xué)性能的加工成型方法，包括(1)將聚乳酸與淀粉按質(zhì)量配比通過(guò)雙螺桿共混擠出造粒，共混溫度為140～190℃；(2)控制注塑溫度和壓力，將共混物切片干燥后經(jīng)注塑機(jī)成型成標(biāo)準(zhǔn)樣條；(3)將上述樣條切割成形，放入模具內(nèi)，控制成型溫度、成型壓力和成型時(shí)間，通過(guò)平板硫化機(jī)對(duì)共混體系再次成型。方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，可實(shí)現(xiàn)低能耗，低成本的連續(xù)化生產(chǎn)；同時(shí)又避免聚乳酸熔融加工帶來(lái)的熱降解問(wèn)題；改善了聚乳酸與淀粉的相容性，同時(shí)使得聚乳酸基體流動(dòng)取向，形成“層狀結(jié)構(gòu)”，這兩種變化均有利于材料力學(xué)性能的提高。文檔編號(hào)B29C69/00GK101224632SQ20081003290公開(kāi)日2008年7月23日申請(qǐng)日期2008年1月22日優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日發(fā)明者余木火,夏曉鋒,霞沈,滕翠青,韓克清申請(qǐng)人:東華大學(xué)