[发明专利]一种高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸、马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，特别是一种高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料。

背景技术

环境污染问题和能源枯竭问题一直是困扰人类生存的最大的难题，具有良好生物相容性、可生物降解、力学拉伸强度和较好的热成型等优点的生物基高分子材料聚乳酸，已经跃升为近几年使用最为频繁的塑料之一。在生物医学领域常应用于制作手术缝合线、生物仿生材料、组织工程支架材料等造福于人类；在日常生产生活中应用于包装材料、服装、家用纺织品和汽车内饰品等，无处不存在我们的生活中。

但其本身因为化学结构、结晶和形态的不同，存在亲水性差、韧性较差和热稳定性差等缺点，严重限制了其在生产生活中的应用范围。通过分析其化学结构和结晶性能，有针对性的改性来克服其缺点，使得其拥有更好的性能，具有十分重要的意义。

近几年虽然有不少改性聚乳酸提升其性能的研究，通过添加引入柔性分子链的聚合物、添加增塑剂和与优异性能物质共混来克服其缺点，但是都或多或少存在改性方法生产工艺复杂和成本高等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料。本发明具有制备工艺简单，能耗较低，成本低廉，弹性体马来酸酐接枝热塑性弹性体SEBS可回收利用的特点。

本发明的技术方案：一种高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述复合材料由聚乳酸和马来酸接枝热塑性弹性体制备而成，其制备方法包括如下步骤：

(1)原料干燥：将聚乳酸和马来酸酐接枝热塑性弹性体分别烘干；

(2)熔融共混挤出：将所得聚乳酸和马来酸接枝热塑性弹性体按比例混合后晃动进行简单的物理混合，使其充分混合，混合后高速喂料，经双螺杆挤出机中熔融挤出，同时采用高牵引速率和快速冷却固化，最后将挤出的料条在冷水中充分冷却后送至切粒机切粒；

(3)注塑成型：将粒料烘干，将干燥后的粒料采用高压高剪切流动场的注塑成型设备，使共混成分更加充分均匀分散，制得高韧性的复合材料。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述制备方法包括如下步骤：

(1)原料干燥：将聚乳酸和马来酸酐接枝热塑性弹性体分别在烘箱中70℃干燥24小时，使水分重量含量少于0.01％；

(2)熔融共混挤出：将所得聚乳酸和马来酸接枝热塑性弹性体按比例混合后晃动进行简单的物理混合，使其充分混合，混合后高速喂料，经双螺杆挤出机中熔融挤出，同时采用高牵引速率和快速冷却固化，最后将挤出的料条在冷水中充分冷却后送至切粒机切粒；

(3)注塑成型：将粒料放入烘箱中70℃烘干24小时，使水分含量少于0.01％，将干燥后的粒料采用高压高剪切流动场的注塑成型设备，使共混成分更加充分均匀分散，制得高韧性的复合材料。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述聚乳酸的分子量为21700。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述马来酸酐接枝热塑性弹性体占总质量的0-20％。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述马来酸酐接枝热塑性弹性体占总质量的15％。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述熔融共混挤出时，双螺杆挤出机从机头到机筒的十段的温度设置分别为190℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、190℃、175℃、180℃和185℃。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述熔融共混挤出时，螺杆转速200-400转/min，喂料速度为200-300g/min，牵引拉伸速度为200-400转/min，冷水温度低于20℃。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述注塑成型阶段，高压为65-85MPa，保压时间为45s。

前述的高韧性聚乳酸原位马来酸酐接枝热塑性弹性体复合材料，所述注塑成型阶段，注塑机的机筒第一段到第五段和射嘴温度分别设定为185℃、180℃、175℃、170℃、0℃和190℃；加热周期为6s。

本发明的有益效果：

1、本发明制备过程所需加工设备即为普通挤出机和注塑机，很容易实施工业生产。