[发明专利]聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混组合物及其成型制品

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混组合物及其成型制品。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种生物基的热塑性脂肪族聚酯，且兼有可生物降解的特性。聚乳酸来源于玉米、马铃薯等可再生的植物资源，经水解、发酵、纯化、聚合而成，在体内或土壤中经微生物作用降解生成乳酸，最终代谢产物为水和二氧化碳。聚乳酸(PLA)材料的开发和应用，不但可解决环境污染问题，更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

聚乳酸(PLA)的热塑性使其能像PP、PS和PET这些高分子一样在通用的加工设备上进行挤出、注塑等成型加工。聚乳酸(PLA)的模量及强度也相对较高，光泽性及透明性佳，这些优点使其在生物医学、包装行业等重要领域也得到广泛应用。但是，聚乳酸(PLA)存在着一些缺点，如PLA性脆、断裂伸长小、韧性差、热稳定性差、成本高等一系列问题，尤其是它的脆性大、韧性差的缺陷，在很大程度上限制了其应用。

为了改善聚乳酸(PLA)的韧性，人们进行了许多研究工作，文献报道将聚乳酸(PLA)与其他韧性较好的材料进行共混，如聚己内酯(PCL)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚氨酯(PU)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)，通过聚合物共混可改善聚乳酸(PLA)的韧性。但是，现有的聚乳酸(PLA)共混材料存在着一个共性问题，就是聚乳酸基体和另一种共混材料间的界面相容性差，这会导致聚乳酸(PLA)共混材料的综合性能下降。

如上文提到，虽然乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)有着极佳的韧性且价格低廉，可用来增韧聚乳酸(PLA)，但由于两者的相容性差，当EVA的质量分数超过25％后，其在PLA中的分散均匀性较差，两相的黏结性差，导致增韧效果下降。孙强英等(聚乳酸/乙烯-乙酸乙烯共聚物的共混工艺及力学性能，东华大学学报自然科学版，2009，135(4)，376-380)采用乙烯-丙烯酸甲酯甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯(EVA-MAH)作为PLA和EVA的相容剂，制备了增韧的聚乳酸，但是单纯加入乙烯-丙烯酸甲酯甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)后，共混材料的力学性能如强度和韧性并没有获得的明显改善，离材料应用有较大差距，且产品的价格较高；付学俊等(EVA增韧聚乳酸的性能研究，塑料科技，2007，35(7)，50-54)采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)来提高PLA和EVA的相容性，从结果看DOP对PLA/EVA共混物的增容效果并不理想，并且由于DOP对人身体有毒害，因此推广使用存在问题。另外，中国专利CN101759971A中描述了一种利用酰胺类化合物改性PLA的方法，利用酰胺类化合物与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的协同作用可以部分解决PLA的冲击性能差的问题，但是对于PLA的拉伸强度和断裂伸长率改善并不明显。

由此可见，为改善聚乳酸(PLA)的力学性能，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行共混改性时，存在着聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混材料之间相容性差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混组合物及其成型制品，解决聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的严重相分离问题，通过加入改性助剂，调控PLA/EVA共混材料的韧性和加工性能。

根据本发明的一方面，提供一种聚乳酸(PLA)与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混组合物，包括：

(1)60-95wt％的聚乳酸(PLA)；

(2)4-30wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)；

(3)1-10wt％的改性助剂；

其中，所述的改性助剂至少包括抗氧剂、交联剂、增韧剂、增塑剂和酯交换催化剂中的两种或两种以上。

所述的聚乳酸(PLA)可以是乳酸均聚物、乳酸共聚物、乳酸均聚物与乳酸共聚物的共混，但为了保证聚乳酸(PLA)的熔点，从而保证共混组合物的耐热性，初步选择聚乳酸(PLA)的添加量为60-95wt％，优选为75-90wt％。

所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是由乙烯和醋酸乙烯酯通过高压自由基共聚的方法制备得到的。