[发明专利]一种强度高耐热性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种强度高耐热性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制备方法，为高分子化合物领域。该改性材料所用用原料配比如下：聚乳酸：10‑90份、填充剂：1‑30份、交联剂：1‑5份、耐热增韧改性剂：1‑10份；辅助降解剂：0.2‑2份；本发明通过使用较为环保的原料对聚乳酸材料进行改性，其工艺过程简单，成本低，在明显提高了聚乳酸的韧性及耐热性的同时首次引入了绿色光催化材料纳米TiO₂和纳米乳酸钙，可选择性的改变材料的降解性能。对于聚乳酸的进一步工业化生产和推广普及有促进作用。

技术领域

本发明涉及一种强度高耐热性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制备方法,属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚乳酸（PLA），别名聚丙交酯，是一种重要的乳酸衍生物，是以乳酸为单体经化学合成或生物合成得到的一类高分子材料。聚乳酸具有无毒无刺激、优良的生物相容性、易降解、可塑性强、易加工成型等优点，在高分子材料行业备受青睐，而在环境保护方面更是具有广阔的应用前景。

聚乳酸虽然具有优异的生物相容性及易降解性，对环境十分友好的特点，但聚乳酸仍有许多不足之处，如强度低，韧性差，热变形温度低等问题，限制了其进一步发展和广泛使用。故需要通过对聚乳酸改性研究来增强其性能，以拓宽其应用价值。

纳米TiO₂亦称钛白粉，为白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米TiO₂还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛用于诸多行业。

针对聚乳酸耐热温度低，强度低的缺点，不少国内外对此做了很多工作，但很少有技术说到同时提高耐热温度及强度而且又尽量压低生产成本的。如中国专利（公开号：CN103374117A）公开了一种利用经过表面修饰的纳米级稀有金属氧化物来改性的耐热型可降解树脂的方法。虽有提高聚乳酸的耐热性，但其强度得不到保证且所用原料成本较高。又如中国专利（公开号：CN105176022A）公开了一种利用多种酸酯及复合多种塑料来提高聚乳酸韧性的方法，虽然效果显著提高聚乳酸韧性，但由于掺杂物过多降低了聚乳酸的天然性且成本较高。

发明内容

本发明针对聚乳酸存在的耐热性差及强度低的缺点，提供了一种强度高耐热性好且降解性可控的聚乳酸改性材料及其制备方法，同时保证了环保及成本低等特性。本发明就技术上克服了上述现有材料技术存在的缺陷，并首次引入绿色光催化材料纳米TiO₂和纳米乳酸钙，不仅明显改善了聚乳酸的耐热性及强度，还可选择性的改变材料的降解性能。

一种强度高耐热性好且降解性可控的聚乳酸改性材料，由下列质量份数的原料制成：聚乳酸：10-90份、填充剂：1-30份、交联剂：1-5份、耐热增韧改性剂：1-10份；辅助降解剂：0.2-2份。

所述的聚乳酸为平均分子量在5万-15万的L-聚乳酸和D-聚乳酸中的一种或两种。

所述的填充剂为纳米碳酸钙和细度不小于5000目的蒙脱土中的一种或两种。

所述的交联剂为聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或两种。

所述的耐热增韧改性剂为乙烯基树脂玻璃鳞片和TMP-3000微细水晶透明粉。

所述的辅助降解剂为纳米TiO₂和纳米乳酸钙。

一种强度高耐热性好且降解性可控的聚乳酸改性材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）将聚乳酸及填充剂经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，得到无机填充复合聚乳酸颗粒；