[发明专利]具有高结晶速率的高结晶度聚乳酸材料或制品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种具有高结晶速率的高结晶度聚乳酸材料或制品的制备方法。 

背景技术

进入21世纪以来，塑料导致污染和石化资源问题已经成为世界范围关注的焦点，以生物质和天然资源为原料的可持续发展的生物可降解高分子材料成为世界共同瞩目的研究与应用发展方向。 

聚乳酸（PLA）是目前合成生物可降解高分子材料中应用最大的品种，将逐渐部分取代聚烯烃广泛应用于通用塑料领域。除其可再生，可降解外，聚乳酸还具有高强度、高强度、适中的气体阻隔性、高透明性等，这都让其在包装，医疗医药等领域拥有较大的使用前景。但是聚乳酸本身的一些性能还有待提高，如聚乳酸的耐热性能差，通过注射成型方法得到的聚乳酸制品的热变形温度只有58℃左右，这极大地限制了聚乳酸的应用范围。其耐热性不足可通过提高聚乳酸结晶度的方式来得到改善。聚乳酸结晶度的提高同时还能进一步提高其力学性能（强度和模量）和气体阻隔性能等。 

目前提高聚乳酸结晶度的方式有3种：1）外加成核剂，如无机成核剂：滑石粉，碳酸钙等；有机成核剂：脂肪酰胺等；成核剂的加入能够异相成核，大幅提高聚乳酸的结晶速率；2）外加增塑剂，如聚乙二醇（PEG），聚丙醇，甘油等；增塑剂的加入能够提高聚乳酸分子链的活动能力，从而更加容易排入晶格，提高聚乳酸的结晶速率；3）控制加工过程，如提高模温，进行退火处理等。较之于控制加工过程中大幅增加了材料的成型成本，通过添加成核剂提高聚乳酸结晶速率具有更大潜力。目前现有的获得高结晶度的聚乳酸样品的方法，在实际加工中极快的降温速度下对聚乳酸结晶促进作用较为有限，即通过常规的加工成型方法只能获得低结晶度的聚乳酸样品。 

发明内容

本发明公开了一种具有高结晶速率的高结晶度聚乳酸材料或制品的制备方法。本发明提供的方法是将具有高效成核功能的高熔点乳酸类聚合物添加到聚乳酸及其共混物中。这种高熔点乳酸类聚合物能够在极快的降温速率下依旧能高效地促进聚乳酸及其共混物的结晶，从而获得了具有高结晶度的聚乳酸样品。本方法工艺简单，易操作，成本低。 

一种制备高结晶度高结晶速率可完全降解的聚乳酸样品的方法，其特征在于通过熔融共混将乳酸类聚合物添加到聚乳酸及其共混物中，获得具有高结晶速率高晶度的聚乳酸样品。 

更进一步的方案是：所述的乳酸类聚合物的相对分子质量大于1万、光学纯度大于90%。 

更进一步的方案是：所述的乳酸类聚合物熔点高于要改性的聚乳酸的熔点。 

更进一步的方案是：能与其它聚乳酸成核剂复配使用，进一步促进聚乳酸的结晶。 

更进一步的方案是：将所采用的高熔点的乳酸类聚合物需先在60℃～200℃下进行退火并粉碎成直径为0.01um～1000um的颗粒。 

更进一步的方案是：所采取的加工设备为：挤出，密炼，注射，压制，吹塑等成型和混合设备。 

更进一步的方案是：所采用的加工温度介于聚乳酸熔点和乳酸类聚合物的熔点之间。 

本发明具有以下优点： 

（1）本发明方法所添加的高熔点乳酸类聚合物具有较高的成核效率，能够大幅的促进聚乳酸及其共混物的结晶速率；

（2）本发明的方法工艺简单，易操作，成本低；

（3）本发明的方法所添加的乳酸类聚合物具有较好的可再生，可降解，可生物相容，不会损坏聚乳酸的可再生性，可降解性和生物相容性；

（4）本发明的方法能够大幅提高聚乳酸样品的结晶度，从而有望大幅提高聚乳酸材料的模量，强度等机械性能，同时能够提高其耐热性和气体阻隔性能。

附图说明

图1为本发明实施例和对比例产品熔融过程示意图。 

具体实施方式

实施例1 

（1）将具有较高熔点的乳酸类聚合物在60℃～200℃下进行退火备用；

（2）将步骤（1）中具有较高熔点的乳酸类聚合物树脂，在常温下粉碎成粉备用；将熔点低于成核剂熔点的聚左旋聚乳酸在真空烘箱60℃下干燥12 h备用；

（3）将步骤（2）中较高熔点的乳酸类聚合物树脂和低熔点聚乳酸按质量比0.1: 99.9,通过哈克流变仪170℃下共混造粒。

实施例2 

（1）将具有较高熔点的乳酸类聚合物在60℃～200℃下进行退火备用；

（2）将步骤（1）中具有较高熔点的乳酸类聚合物树脂，在常温下粉碎成粉备用；将熔点低于成核剂熔点的聚左旋聚乳酸在真空烘箱60℃下干燥12 h备用；