本发明属于高分子材料,具体涉及一种甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸及其制备方法和应用。
背景技术:
1、由于聚乳酸具有突出的优点:首先,原材料可再生,生产聚乳酸的原料基本来自于玉米等含有淀粉的农作物,因此以聚乳酸为原料生产无纺布可以摆脱石油短缺的威胁;其次,加工性能优良,聚乳酸可以通过挤出、注塑、吹塑、拉伸等加工成型且加工方便简单;此外,聚乳酸还具有良好的物理机械性能。因此,聚乳酸具有非常广阔的应用前景。
2、但是聚乳酸的水解性,热不稳定性和生物降解性等性能严重影响聚乳酸的使用寿命。尤其是它的热不稳定性,使得它的热加工严重受影响。聚乳酸在长时间加热的条件下,其分子量会急剧下降,无法连续加工。而纺粘无纺布在生产过程中需要对聚乳酸进行长时间加热,因此有必要对聚乳酸进行改性,以提升其热稳定性。
技术实现思路
1、本发明的第一个目的,在于提供一种甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸,本发明的第二个目的,在于提供该甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,本发明的第三个目的,在于提供该甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的应用。
2、根据本发明的第一个方面,提供了一种甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸,其结构式为:
3、
4、其中,n=4000-8000。
5、根据本发明的第二个方面,提供了上述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,包括如下步骤:
6、将聚乳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯混合均匀,然后通过双螺杆挤出机进行造粒,即得。
7、本发明的甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚乳酸反应的反应式如图1所示,其中,n=4000-8000。从图1中可以看出,本发明利用甲基丙烯酸缩水甘油酯上的环氧与聚乳酸上的羧基反应,取代羧基,本发明的最终产物中不含有环氧基团与羧酸基团。
8、本发明利用甲基丙烯酸缩水甘油酯上的环氧与聚乳酸上的端羧基反应生成羟基,由此把聚乳酸上的羧基反应掉,避免聚乳酸在加工过程中端羧基与端羟基自酯化反应生成水,水又去水解聚乳酸上的酯键,降低聚乳酸的分子量,从而导致无法连续加工。
9、在一些实施方式中,聚乳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100:(0.5-1)。
10、在一些实施方式中,在将聚乳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯混合之前,先将聚乳酸在60~100℃下干燥8~24h。
11、在一些实施方式中,双螺杆挤出机的温度设置为:一区:160~170℃;二区:170~175℃;三区:175~185℃;四区:175~185℃;五区:175~185℃;机头:175~185℃;双螺杆挤出机的螺杆转速控制在60~100rpm。
12、在一些实施方式中,双螺杆挤出机的温度设置为:一区:165℃;二区:170℃;三区:180℃;四区:185℃;五区:180℃;机头:175℃。
13、根据本发明的第三个方面,提供了上述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸在制备纺粘无纺布中的应用。
14、根据本发明的第四个方面,提供了一种纺粘无纺布,其原料组成包括上述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸。
15、本发明的有益效果包括:
16、(1)聚乳酸长时间加热,分子量急剧下降,无法连续加工,因此未经改性的聚乳酸在高温连续加热下会出现分子量急剧下降的特点。本发明的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的热稳定性提高,成功解决聚乳酸在高温连续加热下会出现分子量急剧下降而无法连续加工的问题。
17、(2)本发明的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备工艺简单方便,利于聚乳酸的加工改性。
1.甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸,其特征在于,其结构式为:
2.权利要求1所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,其特征在于,所述聚乳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100:(0.5-1)。
4.根据权利要求2或3所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,其特征在于,在将聚乳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯混合之前,先将聚乳酸在60~100℃下干燥8~24h。
5.根据权利要求2或3所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:160~170℃;二区:170~175℃;三区:175~185℃;四区:175~185℃;五区:175~185℃;机头:175~185℃;双螺杆挤出机的螺杆转速控制在60~100rpm。
6.根据权利要求5所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:165℃;二区:170℃;三区:180℃;四区:185℃;五区:180℃;机头:175℃。
7.权利要求1所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸在制备纺粘无纺布中的应用。
8.纺粘无纺布,其特征在于,其原料组成包括权利要求1所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚乳酸。
