[发明专利]一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法，其中，一种增韧的聚乳酸复合材料，其包括：所述聚乳酸复合材料的原料包括以下重量份配比的组分，聚乳酸(PLA)20～80份；聚对苯二甲酸乙二醇‑1,4‑环己烷二甲醇酯(PCTG)20～80份；相容剂0～9份；增韧剂0～5份；抗氧剂0.1～0.5份；所述的聚乳酸包括L‑乳酸和D‑乳酸，平均分子量为207kDa，相对密度范围为1.20～1.30g/cm³，熔融温度为200‑220℃本发明制备的增韧聚乳酸复合材料综合性能优异，有效改善了PLA与PCTG的相容性，缺口冲击强度和韧性大幅度提升，热变形温度有所提升，可以在工业上被应用于某些特定的包装材料和容器材料。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是被最广泛研究和使用的可生物降解和可再生的热塑性聚酯，并且有取代传统的石化基聚合物的可能。在过去的几十年中，聚乳酸及其共聚物在环境，生物医学和制药领域引起了广泛的关注，这是因为它们有可能成为石油基聚合物的替代品。通常聚乳酸使用农作物中的碳水化合物的葡萄糖为原料常用的农作物有玉米、土豆、高粱等。在作为石油基聚合物替代品的应用中，包装工程领域应用的最为广泛。然而在工程领域的实际应用中，聚乳酸的脆性使其使用受到了很大的限制，在很多情况下不能满足实际的应用对强度和韧性的需求。

之前有研究将聚乳酸和聚碳酸酯共混，使用双螺杆挤出机制得样品，测试后发现材料的强度有明显的提升。然而，聚乳酸和聚碳酸酯并不能相容，不能够形成一个比较均一、稳定的相，这从其它一些机械性能的指标可以看出，特别是缺口冲击强度，远远低于相关的工业标准。在本发明中，我们考虑使用聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)作为聚碳酸酯的替代品。作为一种无定型的共聚酯材料，PCTG的强度和硬度与聚碳酸酯非常接近，同时还具有聚碳酸酯所不具备的优点。比如，由于PCTG的内应力更小，因此更不容易断裂。同时由于PCTG拥有优良的热成型性能，在工业生产中更容易被加工成拉伸比较大、形状复杂的工业制品。PCTG还拥有更好的抗化学腐蚀性，可以对多种化学腐蚀有一定的抵抗作用，也可抵抗一些常用的清洁剂。由于PCTG里面不含双酚A，因此相对聚碳酸酯来说更加环保，也更加有利于人体健康，甚至达到了美国食品药品管理局所指定的接触标准。PCTG的二次回收相对于聚碳酸酯来说也更加容易。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种增韧聚乳酸复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种增韧的聚乳酸复合材料，其包括：所述聚乳酸复合材料的原料包括以下重量份配比的组分，聚乳酸(PLA)20～80份；聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)20～80份；相容剂0～9份；增韧剂0～5份；抗氧剂0.1～0.5份。

作为本发明所述的增韧聚乳酸复合材料的优选方案，其中：所述的聚乳酸包括L-乳酸和D-乳酸，平均分子量为207kDa，相对密度范围为1.20～1.30g/cm³，熔融温度为200-220℃。

作为本发明所述的增韧聚乳酸复合材料的优选方案，其中：所述的聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)是由对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体用酯交换法缩聚的非晶型共聚酯，相对密度范围为1.20～1.30g/cm³z。