[发明专利]乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚乳酸(PLA)共混组合物及其成型制品

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚乳酸(PLA)共混组合物及其成型制品。

背景技术

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是由乙烯和醋酸乙烯在一定的温度和高压下进行本体聚合而成，是由不同链长及链结构的聚合分子组成的一种聚合物。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的主要性能取决于分子链上乙酸乙烯的含量，可调解构成组分比例符合不同的应用需要。与聚乙烯相比，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)由于在分子链中引入了乙酸乙烯(VA)单体，提高了聚合物的支化度，从而降低了结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相容性和热密封性，产品在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性和良好的光学性能，耐低温及无毒的特性。

聚乳酸(PLA)是一种生物基的热塑性脂肪族聚酯，且兼有可生物降解的特性。聚乳酸来源于玉米、马铃薯等可再生的植物资源，经水解、发酵、纯化、聚合而成，在体内或土壤中经微生物作用降解生成乳酸，最终代谢产物为水和二氧化碳。聚乳酸(PLA)材料的开发和应用，不但可解决环境污染问题，更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

聚乳酸(PLA)的热塑性使其能像PP、PS和PET这些高分子一样在通用的加工设备上进行挤出、注塑等成型加工。但是，聚乳酸(PLA)存在着一些缺点，如PLA性脆、断裂伸长小、韧性差、热稳定性差、成本高等一系列问题，尤其是它的脆性大、韧性差的缺陷，在很大程度上限制了其应用。利用韧性较好的高分子材料对PLA进行改性是目前最为通用的一种方法，前期人们进行了许多研究工作，文献报道将聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚氨酯(PU)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)，通过聚合物共混可改善聚乳酸(PLA)的韧性。但是，现有的聚乳酸(PLA)共混材料存在着一个共性问题，就是聚乳酸基体和另一种共混材料间的界面相容性差，这会导致聚乳酸(PLA)共混材料的综合性能下降。因此将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚乳酸(PLA)共混，从原理上分析，可以改善聚乳酸(PLA)的韧性，提高乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的强度，可以拓宽两种材料的使用范围。

如上文提到，虽然乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)有着极佳的韧性且价格低廉，可与聚乳酸(PLA)相容性差，当EVA的质量分数超过25％后，其在PLA中的分散均匀性较差，两相的黏结性差，导致增韧效果下降。羊森林等人(交联增塑对聚乳酸性能的影响，塑料工业，2008，36(12)：57～60)采用过氧化物交联及添加10％(质量分数)的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)对PLA进行改性，发现改性后材料加工性能改善，结晶度以及拉伸断裂伸长率显著提高，但由于DOP对人身体有毒害，因此推广使用存在问题。另外，中国专利CN200310115826.4和CN200310110047.5发现了过氧化物交联可生物降解PLA泡沫塑料和含扩链剂可生物降解PLA泡沫塑料。以上方法可以部分提高PLA的发泡或加工性能，但是对于PLA材料韧性改善并不明显。

由此可见，对于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的质量分数超过30％后，如何改善聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混材料中两相的相容性，对提高共混组合物的综合性能非常关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚乳酸(PLA)共混组合物及其成型制品，尤其提供一种质量分数超过30％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚乳酸(PLA)共混组合物，并解决聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的严重相分离问题，通过加入改性助剂，调控PLA/EVA共混材料的韧性和加工性能。

根据本发明的一方面，提供一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚乳酸(PLA)共混组合物，包括：

(1)31-80wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)；

(2)10-59wt％的聚乳酸(PLA)；

(3)1-30wt％的改性助剂；

其中，所述的改性助剂至少包括抗氧剂、交联剂、增韧剂和增塑剂中的两种或两种以上。

所述的聚乳酸(PLA)可以是乳酸均聚物、乳酸共聚物、乳酸均聚物与乳酸共聚物的共混，但为了保证共混物的力学强度，初步选择聚乳酸(PLA)的添加量为10-59wt％，优选为15-50wt％。