一种高韧性耐热型可降解PLA材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及PLA材料加工技术领域，尤其涉及一种高韧性耐热型可降解PLA材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸PLA是目前应用最广泛的环保材料之一，其具有良好的生物相容性和生物降解性，可以在微生物和酶的作用下完全降解成水和二氧化碳，广泛应用于包装、医用和3D打印等多个领域。

PLA无毒、无致癌作用、易降解且具有良好的生物相容性的特性满足了相关的需求而受到热烈欢迎，但P材料LA韧性差、不耐温，再加之普通PLA材料本身拉伸性能和抗冲击性能不佳，这一缺陷使得PLA的进一步推广受到严重的阻碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性耐热型可降解PLA材料及其制备方法，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高韧性耐热型可降解PLA材料，按重量份数包括如下组分，

作为进一步的优化，所述PLA为聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和聚-DL-乳酸中的一种或多种，其中PLA的重均分子量为100000-300000、分子量分布为1.5-2.0、结晶度为40-60%。

作为进一步的优化，所述无机填料为高岭土、碳酸钙、滑石粉、云母粉、二氧化硅和炭黑中的一种或多种。

作为进一步的优化，所述高分子共聚物为聚乙烯、聚碳酸酯和ABS中的一种或多种。

作为进一步的优化，所述扩链剂为扩链剂PCD或扩链剂BDE。

作为进一步的优化，所述增容剂为马来酸、异氰酸酯和环氧树脂中的一种或多种。

作为进一步的优化，所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯、磷酸三甲苯酯、三醋酸甘油酯和己二酸丙二醇聚酯中的一种或多种。

作为进一步的优化，所述增韧剂为聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚己内酯和聚己二酸丁二醇酯中的一种或两种组成。

作为进一步的优化，所述抗氧剂为所述抗氧剂为1010或抗氧剂168。

本发明还提供了一种高韧性耐热型可降解PLA材料的制备方法，包括以下步骤：

S1)准确称取各组分；

S2)将PLA、高分子共聚物、扩链剂、增容剂、增塑剂和增韧剂混合均匀；继续加入淀粉、无机填料和抗氧剂混合均匀；

S3)将混合料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，挤出温度为180-200℃；

S4)将料粒置于注塑机中注塑成制品，注塑温度为180-200℃。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

通过原料中添加高分子化合物、增韧剂、增稠剂和抗氧剂，原料间会协同增效，提高产品的韧性和耐热性能，材料具有优良的耐热性、机械性质强韧、耐化学性、耐冲击性和尺寸稳定；同时，由于原料中加入了生物基的淀粉和无机填料，提高了产品的可降解性能。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种高韧性耐热型可降解PLA材料，按重量份数包括如下组分，PLA 75份、淀粉25份、高岭土11份、聚乙烯12份、扩链剂PCD 2份、马来酸1份、磷酸三甲苯酯2份、聚丁二酸丁二醇酯2份和抗氧剂为1010 2份。

其制备方法包括以下步骤：S1)准确称取各组分；S2)将PLA、聚乙烯、扩链剂PCD、马来酸、磷酸三甲苯酯和聚丁二酸丁二醇酯混合均匀；继续加入淀粉、高岭土和抗氧剂1010混合均匀；S3)将混合料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，挤出温度为180-200℃；S4)将料粒置于注塑机中注塑成制品，注塑温度为180-200℃。

实施例2

一种高韧性耐热型可降解PLA材料，按重量份数包括如下组分，PLA 63份、淀粉30份、滑石粉13份、聚碳酸酯9份、扩链剂PCD 1份、马来酸2份、三醋酸甘油酯2份、聚丁二酸乙二醇酯2份和抗氧剂168 1份。

其制备方法包括以下步骤：S1)准确称取各组分；S2)将PLA、高聚碳酸酯、扩链剂PCD、马来酸、三醋酸甘油酯和聚丁二酸乙二醇酯混合均匀；继续加入淀粉、滑石粉和抗氧剂168混合均匀；S3)将混合料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，挤出温度为180-200℃；S4)将料粒置于注塑机中注塑成制品，注塑温度为180-200℃。

实施例3

一种高韧性耐热型可降解PLA材料，按重量份数包括如下组分，PLA 78份、淀粉22份、云母粉12份、聚乙烯10份、扩链剂BDE 2份、环氧树脂2份、己二酸丙二醇聚酯1份、聚丁二酸乙二醇酯2份和抗氧剂168 1份。

其制备方法包括以下步骤：S1)准确称取各组分；S2)将PLA、聚乙烯、扩链剂BDE、环氧树脂、己二酸丙二醇聚酯和聚丁二酸乙二醇酯混合均匀；继续加入淀粉、云母粉和抗氧剂168混合均匀；S3)将混合料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，挤出温度为180-200℃；S4)将料粒置于注塑机中注塑成制品，注塑温度为180-200℃。

实施例4

一种高韧性耐热型可降解PLA材料，按重量份数包括如下组分，PLA 72份、淀粉26份、二氧化硅13份、聚碳酸酯11份、扩链剂BDE 3份、环氧树脂2份、己二酸丙二醇聚酯2份、聚己内酯1份和抗氧剂为1010 2份。

其制备方法包括以下步骤：S1)准确称取各组分；S2)将PLA、聚碳酸酯、扩链剂BDE、环氧树脂、己二酸丙二醇聚酯和聚己内酯混合均匀；继续加入淀粉、二氧化硅和抗氧剂1010混合均匀；S3)将混合料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，挤出温度为180-200℃；S4)将料粒置于注塑机中注塑成制品，注塑温度为180-200℃。

实施例5

一种高韧性耐热型可降解PLA材料，按重量份数包括如下组分，PLA 66份、淀粉28份、炭黑15份、ABS 9份、扩链剂PCD 1份、马来酸1份、三醋酸甘油酯3份、聚己二酸丁二醇酯1份和抗氧剂为1010 2份。

其制备方法包括以下步骤：S1)准确称取各组分；S2)将PLA、ABS、扩链剂PCD、马来酸、三醋酸甘油酯和聚己二酸丁二醇酯混合均匀；继续加入淀粉、炭黑和抗氧剂1010混合均匀；S3)将混合料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，挤出温度为180-200℃；S4)将料粒置于注塑机中注塑成制品，注塑温度为180-200℃。

对比例1

相较于实施例1，本对比例中没有添加磷酸三甲苯酯和聚丁二酸丁二醇酯。

对比例2

相较于实施例1，本对比例中没有添加聚乙烯。

对比例3

相较于实施例1，本对比例中没有添加抗氧剂为1010和聚乙烯。

应用实施例

将实施例1至5、以及对比例1至3制备的高韧性耐热型可降解PLA材料进行性能测试，

通过以上数据可知，当原料中不加入高分子化合物时，成品的拉伸强度、断裂伸长率等均有所降低，当原料中不加入增韧剂和增塑剂时，成品的断裂伸长率和弯曲强度能有所降低，均会影响产品的韧性；当原料中不加入抗氧剂和高分子化合物时，产品的热变形温度降低，影响了产品的耐热性能。

综上，通过原料中添加高分子化合物、增韧剂、增稠剂和抗氧剂，原料间会协同增效，提高产品的韧性和耐热性能，材料具有优良的耐热性、机械性质强韧、耐化学性、耐冲击性和尺寸稳定；同时，由于原料中加入了生物基的淀粉和无机填料，提高了产品的可降解性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。