改性聚乳酸及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种改性聚乳酸，包括增韧改性剂和聚乳酸；本发明将增韧改性剂与熔融聚乳酸进行原位反应，得到了改性聚乳酸；所述增韧改性剂为具有式I所示结构的聚乙二醇二丙烯酸酯，式I中的n为2～150。本发明以具有式I所示结构的聚乙二醇二丙烯酸酯作为增韧改性剂，所述增韧改性剂在聚乳酸基体中原位反应，自身交联，生成交联产物，得到的交联产物很好地分散在聚乳酸中，使得到的改性聚乳酸具有较高的韧性。实验结果表明，经过改性后的聚乳酸材料，断裂伸长率由原来的3％～6％提高到70％～120％，缺口冲击强度由原来的1.9MJ/m2提高到50.3MJ/m2，增韧效果非常明显。
【专利说明】改性聚乳酸及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚合物【技术领域】，尤其涉及一种改性聚乳酸及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着资源短缺、环境污染等问题的日益严重，开发利用可持续资源，特别是环境友好型和可生物降解材料受到人们的广泛关注。同时，由于材料科学的飞速发展，现有材料已不能满足人类的需求。所以，研究开发高性能的可降解及综合性能优异的材料并扩展其应用领域是目前发展的主要趋势。
[0003]相对于传统的高分子材料而言，聚乳酸有其独特的优势:
[0004](I)环境友好。来源于可再生资源(例如:玉米、小麦或水稻)，聚乳酸是生物可降解、可回收并且可堆肥的材料，同时它的生产还消耗CO2 ；
[0005](2)生物相容性。这是聚乳酸最突出的特点，尤其是在生物医学上的应用。生物相容性材料是不能在局部引发有毒或致癌效应的材料，同时其降解产物不能对组织修复产生干扰。当聚乳酸植入到生物机体(包括人体)中以后水解产生氨基酸，然后合并进入三羧酸循环并且排泄出来。此外，由于聚乳酸的降解产物是无毒(产物是低聚物)，因此很自然的在生物医学上得到应用；
[0006](3)加工性。聚乳酸与其他生物材料(如:PHAS，PEG，PCL等)相比有着更优异的热加工性能。它可以进行注射成型、挤出压延成型、吹塑成型、热压成型、纤维纺丝和成膜；
[0007](4)节能。生产聚乳酸的能量要比石油基高分子少25%~55%，并估计未来所需要能量还要进一步减少10%左右。
[0008]尽管聚乳酸是一种环境友好的生物塑料，并且具有优良的生物相容性、可加工性和节能的优势，有“绿色塑料”的美誉，得到了人们越来越多的关注。但是它也有缺点，如低韧性、耐热性差、低降解速率和疏水性。这些缺点严重限制了聚乳酸材料的广泛应用。因此，对聚乳酸材料的改性研究越来越成为热点，尤其是对其进行增韧改性。
[0009]目前，对聚乳酸的增韧改性已经进行了大量的工作。比如通过低分子量的材料如聚乙二醇(PEG)，乳酸低聚物，柠檬酸酯和聚乳酸共混来改善聚乳酸的韧性。这种方法虽然简单易行，一定程度上能够提高聚乳酸的韧性。但是，聚乳酸的强度也会受到很多的损失。而且，得到的材料稳定性差，小分子的增塑剂会随着时间发生迁移，导致材料劣化。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种改性聚乳酸及其制备方法，本发明提供的改性聚乳酸具有较高的韧性和强度。
[0011]本发明提供了一种改性聚乳酸，包括增韧改性剂和聚乳酸； [0012]所述增韧改性剂为具有式I所示结构的聚乙二醇二丙烯酸酯:
[0013]
【权利要求】
1.一种改性聚乳酸，包括增韧改性剂和聚乳酸； 所述增韧改性剂为具有式I所示结构的聚乙二醇二丙烯酸酯:
2.根据权利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述增韧改性剂与聚乳酸的质量比(I ~50):100。
3.根据权利要求2所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述增韧改性剂与聚乳酸的质量比为(5 ~30): 100。
4.根据权利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述η为10~100。
5.根据权利要求4所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述增韧剂包括两种或两种以上不同数均分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯。
6.一种制备改性聚乳酸的方法，包括以下步骤: 将增韧改性剂与熔融聚乳酸进行原位反应，得到改性聚乳酸； 所述增韧改性剂为具有式I所示结构的聚乙二醇二丙烯酸酯:
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述原位反应的温度为160°C~250°C。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述原位反应的时间为5min~30min。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在引发剂引发的条件下，将所述增韧改性剂与熔融聚乳酸进行原位反应； 所述引发剂为过氧化物类引发剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯或叔丁基过氧化氢。
【文档编号】C08K5/103GK103965598SQ201410212191
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】王志刚, 方华高 申请人:中国科学技术大学