一种聚乳酸微发泡材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚乳酸微发泡材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸（PLA)拥有可生物降解和植物来源两大优势，且同其他普通石油基聚合物 一样可进行各种成型加工，其发泡材料可应用在缓冲包装、绝热、农林园艺等许多领域，应 用前景广阔，因此，研宄PLA发泡材料具有很重要的意义。目前，在聚乳酸的发泡过程中仍 存在较大的问题，PLA的分子支链数量少，熔体粘度和熔体强度低，熔体粘弹性差，而且单纯 的PLA熔体对温度较敏感，熔体粘度随温度的升高而降低较快，所有这些因素均导致发泡 时气泡壁膜强度不足，气泡易破裂，发泡成型困难，难以得到高倍率的发泡成型体。为提高 聚合物的熔体强度，人们做了许多尝试，结果证明，获得改性支化结构是解决此问题的一种 有效途径。长链支化结构对聚合物的物理性能存在显著的影响，甚至很小量的支化结构就 会导致聚合物的熔体和溶液流变性特、热性能、力学性能以及生物降解性能的巨大变化。考 虑到聚丁二酸丁二醇酯（PBS)具有良好的生物降解性、机械性能及耐热性，特别是良好的 柔韧性；而过氧化二苯甲酰（BPO)热稳定性好，作为一种自由基引发剂，高温下可引发PLA 与PBS自身或互相发生支化/交联反应，反应生成的支化/交联结构可对PLA分子链的运 动造成较大的空间阻碍，从而提高复合材料的熔体粘度，另一方面改善PLA/PBS共混体系 的相容性。在上述基础上制备改性PLA发泡材料。根据发泡剂分解产生气体的原理，可将 发泡方法分为物理发泡法和化学发泡法。化学发泡法工艺复杂，生产的泡沫材料成本相对 较高，然而，物理发泡法工艺简单，比如，超临界二氧化碳作为一种特殊的物理发泡剂，具有 廉价、无毒、不燃、环境友好，比常温高压二氧化碳发泡所用时间少等优势。
【发明内容】
[0003] 本发明中采用超临界二氧化碳发泡法制备了改性聚乳酸的发泡材料，将过氧化二 苯甲酰增黏改性聚乳酸颗粒与发泡剂、泡孔成核剂混合均匀，然后发泡成型。通过改变溶胀 温度、溶胀压力和溶胀时间来研宄发泡材料的性能，可以得到具有较小表观密度、较大泡孔 密度以及泡孔形态均匀的聚乳酸微发泡材料。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] -种聚乳酸微发泡材料，所用原料按质量份数组成为：
[0006] 聚乳酸 60-85份 聚丁二酸丁二醇酯 10-40份 过氧化二苯甲酰 0.5-1份 抗氧剂10】0 0.3-1份 滑石粉 0.5-4份 发泡剂 1-5份。
[0007] -种聚乳酸微发泡材料的制备方法，采用上述的原料，其方法的步骤如下：
[0008] (1)、将聚乳酸、抗氧剂1010于80°C下真空干燥12h，并真空冷却，聚丁二酸丁二醇 酯颗粒在普通鼓风干燥箱中60°C下干燥12h，按照上述的比例将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇 酯、过氧化二苯甲酰及抗氧剂1010在高速共混机中混合均匀，然后利用同向双螺杆挤出机 挤出造粒，挤出机螺杆温度为120°C _190°C，螺杆转速为150-200rpm，将制得的改性聚乳酸 颗粒于50°C下真空干燥12h;
[0009] (2)、将步骤（1)所得改性聚乳酸颗粒在平板硫化仪中模压成型，得到成型样品； [0010] (3)、将步骤（2)所得样品至于超临界二氧化碳发泡釜体中进行溶胀，控制溶胀温 度为70-110°C，溶胀压力15-35Mpa，溶胀时间80-150min，快速卸压，卸压速率在8MPa以上； 自然冷却至常温即可得到所述的聚乳酸微发泡材料。
[0011] 上述步骤（2)中模压成型温度为160-180°c。压力5-15MPa，保压时间5-10min。
[0012] 本发明所达到的有益效果：
[0013] 本发明低温发泡，高速卸压，发泡工艺简单，用时少，制备的聚乳酸微发泡材料，泡 孔尺寸均匀，泡孔密度大，材料密度小。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发 明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0015] 实施例1
[0016] 原料组分为：
[0017] 聚乳酸(PLA) 65份 聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 35份 过氧化二苯甲酰(BPO) 0.5份 抗氧剂1010 0.5份 滑石粉(Talc) 1份
[0018] 将PLA、抗氧剂1010于80°C下真空干燥12h，并真空冷却，PBS颗粒在普通鼓风干 燥箱中60°C下干燥12h。将PLA、PBS、BP0及抗氧剂1010在高速共混机中混合均匀。然后利 用同向双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机螺杆各段温度分别为：120°C、155°C、160°C、165°C、 175°C、165°C、160°C，螺杆转速为160rpm。将制得的改性聚乳酸颗粒于50°C下真空干燥 12h。将所得粒料在平板硫化仪中模压成型，得到成型样品，模压成型温度为160°C。压力 5MPa，保压时间5min。所得样品至于超临界二氧化碳发泡釜体中进行溶胀，控制溶胀温度 为70°C，溶胀压力15Mpa，溶胀时间80min，快速卸压，卸压速率为8MPa ;自然冷却至常温即 可得到所述的聚乳酸微发泡材料。
[0019] 实施例2
[0020] 原料组分为：
[0021] 聚乳酸(PLA) 70份 聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 30份 过氧化二苯甲酰(BPO) 0.6份 抗氧剂1010 0.6份 滑石粉(Talc) 1 8份
[0022] 将PLA、抗氧剂1010于80°C下真空干燥12h，并真空冷却，PBS颗粒在普通鼓风干 燥箱中60°C下干燥12h。将PLA、PBS、BP0及抗氧剂1010在高速共混机中混合均匀。然后利 用同向双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机螺杆各段温度分别为：125°C、160°C、165°C、170°C、 180°C、170°C、165°C，螺杆转速为170rpm。将制得的改性聚乳酸颗粒于50°C下真空干燥 12h。将所得粒料在平板硫化仪中模压成型，得到成型样品，所述模压成型温度为165°C。压 力8MPa，保压时间6min。将所得样品至于超临界二氧化碳发泡釜体中进行溶胀，控制溶胀 温度为80°C，溶胀压力20Mpa，溶胀时间lOOmin，快速卸压，卸压速率为9MPa ;自然冷却至常 温即可得到所述的聚乳酸微发泡材料。
[0023] 实施例3
[0024] 原料组分为：
[0025] 聚乳酸(PLA) 75份 聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 25份 过氧化二苯甲酰(BPO) 0.8份 抗氧剂1010