[发明专利]一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法，步骤为：(1)将PBS、CBT和催化剂在双螺杆挤出机中共混挤出，制得PBS共聚物，其中，双螺杆挤出机的螺杆转速不低于500转/分；(2)将步骤(1)制得的PBS共聚物、PLA、酯交换抑制剂和成核剂在双螺杆挤出机中挤出造粒，制得耐热PLA/PBS合金材料。本发明的一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法，通过添加CBT，使CBT开环与PBS的端基反应形成PBS共聚物，进而制备得到耐热PLA/PBS合金材料，制得的耐热PLA/PBS合金材料的HDT≥110℃，45天平均生物分解率大于92％，缺口冲击强度≥6.5KJ/m²，兼具优异的降解性能和耐热性能，且机械性能良好。

技术领域

本发明属于PLA/PBS合金材料技术领域，涉及一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，机械性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒。PBS由丁二酸和丁二醇经缩聚而成的生物可降解材料，加工方便，可适应常规的塑料加工工艺。PLA刚性大而柔韧性不足，而PBS则正好相反，由于常规的增韧剂为不可降解的材料，难以用在可降解材料的制备中，因此通常制备PLA/PBS合金材料弥补PLA柔韧性的不足。

然而，PLA的结晶性不佳，导致耐热性不好；特别是共混PBS后，一方面PBS会进一步扰乱PLA的结晶行为，导致结晶性更差，另一方面PBS本身的热性能差于PLA(PBS的熔点为115℃，而PLA的熔点为176℃)，共混后的合金的热性能会较纯的PLA更差。

针对以上问题，现有技术通常通采用添加成核剂提高材料的结晶度，从而提高耐热性，然而提高耐热性的程度有限，制得的PLA/PBS合金材料的HDT仅为60℃，这极大的限制了合金的应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中可生物降解的PLA/PBS合金材料耐热性能不足的问题，提供一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PBS、CBT和催化剂在双螺杆挤出机中共混挤出，制得PBS共聚物；

(2)将步骤(1)制得的PBS共聚物、PLA、酯交换抑制剂和成核剂在双螺杆挤出机中挤出造粒，制得耐热PLA/PBS合金材料；

步骤(1)中，双螺杆挤出机的螺杆转速不低于500转/分，以使得CBT与PBS的活性端碰撞而充分反应，抑制CBT的自聚行为。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法，步骤(1)中双螺杆挤出机的转速为500～600转/分，温度为200～220℃。

如上所述的一种耐热PLA/PBS合金材料的制备方法，步骤(1)中，按重量份计，各组分的添加量如下：

PBS 100份；

CBT 12～18份；

催化剂 0.1～0.2份；

本发明中CBT的添加范围为12～18份，CBT添加份数大于18份会导致PBS降解性的破坏，这是因为大量CBT的存在会使得CBT更倾向于自聚形成长链PBT接入PBS中，而PBT聚合物是不具备生物降解性的，并且长链PBT会影响复合材料的结晶，从而影响热变形温度，PBT的引入还会影响材料冲击性能，小于12份的CBT则并不能显著的提高PBS的耐热性。