一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料及其制备方法，包括如下质量份数的组份：PLA树脂100份、生物基聚碳酸酯增韧剂15

【技术实现步骤摘要】
一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及熔喷过滤材料领域，尤其是一种低吸水率PLA的熔喷过滤材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着疫情暴发，全球疫情的蔓延和反复进一步刺激了全球口罩需求的大幅度提升，废弃的口罩对人类生存环境和卫生健康带来了巨大压力。绝大多数口罩是由聚合物材料制成，可能数百年才能完全降解，这个过程还可能发生病毒传播。普通的填埋、焚烧或遗弃手段会造成土壤、空气、水体的污染，严重破坏生态环境，但集中回收和消毒处理都非常难以实现，废弃口罩回收再利用难以解决。因此现阶段使用可降解材料制作口罩，能有效缓解废弃口罩对生态环境的压力。
[0003]聚乳酸(PLA)也称聚丙交酯，是一种脂肪族热塑性聚酯，为开发较早的商业生物基、可生物降解和生物相容性聚合物。PLA可通过乳酸单体直接缩聚或环状丙交酯二聚体的开环聚合来制备。但PLA也具有低熔体强度、慢的结晶速率、较低的使用温度和热变形温度(HDT)等缺点，这些妨碍了其应用。另外，PLA很脆，它的断裂伸长率较低；玻璃化转变温度(Tg)也只有55～60℃，加上PLA材料的吸水率较高，这些缺点极大地限制其在口罩材料的应用。
[0004]但现有对聚乳酸进行改性来改善其缺点的技术中，所添加的物质都没有达到与聚乳酸完全相容(共混物只有一个玻璃化转变温度Tg)，增韧改性效果不理想，并且共混物仍然存在大量不可降解的有机成分，无法达到理想的生物降解程度。

技术实现思路

[0005]针对现有的不足，本专利技术提供一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料及其制备方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料，包括如下质量份数的组份：PLA树脂100份、生物基聚碳酸酯增韧剂15
‑
30份、增容剂4
‑
10份、成核剂2
‑
5份、抗菌剂0.5
‑
3份。
[0007]作为优选，所述生物基聚碳酸酯增韧剂是具有如下结构式的生物基异山梨醇型聚碳酸酯增韧剂，其中R为脂肪族单体，m、n为各个单体聚合的数量。
[0008]作为优选，所述生物基聚碳酸酯增韧剂结构式中R为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、异甘露醇、正丁二醇、正己二醇、正辛二醇、正癸二醇、酒石酸衍生物中的任意一种。
[0009]作为优选，所述PLA树脂包括50～65份的左旋PLA树脂和35～50份的的右旋PLA树脂。
[0010]作为优选，所述增容剂为丙交酯与三亚甲基碳酸酯的二元共聚物。
[0011]作为优选，所述丙交酯与三亚甲基碳酸酯的质量比为20:80～70:30。
[0012]作为优选，所述成核剂为可降解型聚乙二醇改性超支化聚醚酯。
[0013]作为优选，所述抗菌剂为二氧化钛改性羟基磷灰石。
[0014]一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料的制备方法,采用如前任意一项过滤材料所述的组份，步骤如下：
[0015]S1，将生物基聚碳酸酯增韧剂进行干燥预处理后作为原料A；
[0016]S2，将PLA树脂和增容剂分别进行干燥预处理；
[0017]S3，将干燥预处理后的PLA树脂、增容剂和成核剂、抗菌剂相混合形成原料B；
[0018]S4，将原料A和原料B相混合制成改性PLA树脂；
[0019]S5，将改性PLA树脂进行熔喷制得PLA熔喷过滤材料。
[0020]作为优选，还包括步骤S6，将制得的PLA熔喷过滤材料进行驻极处理。
[0021]本专利技术的有益效果在于：该专利技术采用高分子成核剂使得PLA树脂形成立构晶共混物，耐热性明显提高，生物基聚碳酸酯作为增韧剂，配合增容剂，共混加工韧性显著改善，耐热性也进一步提升。在此基础上抗菌剂，不仅具有较好的抗菌剂，而且具有良好的生物相容性和生物降解性，低吸水率的PLA熔喷过滤材料的制备方法中设备便宜、工艺简单、能耗低，易于实现产业化。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例过滤材料的纤维扫描电镜图；
具体实施方式
[0023]下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0024]为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，对本专利技术做进一步的说明。需要说明的是，在本专利技术的实施方式中，本专利技术采用的性能表征方法如下：
[0025]低吸水率的PLA熔喷过滤材料的性能表征：
[0026](1)断裂强力和断裂伸长率
[0027]使用电子织物强力机(HD026N，南通宏大实验仪器有限公司)，参考GB/T24218.3
‑
2010(纺织品非织造布试验方法第3部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法))，对低吸水率的PLA熔喷过滤材料样品的纵、横向进行拉伸性能测试。夹持距离10cm，拉伸速度100mm/min。采取每个样品纵、横向各5次求平均值。
[0028](2)纤维形态结构的测定
[0029]利用电子显微镜(Phenom Particle X，赛默飞)观察低吸水率的PLA熔喷过滤材料
的表面和截面形态。
[0030](3)热变形温度(HDT)
[0031]使用热变形温度测试仪，参照《ASTM D648
‑
2018 Standard Test Method for Deflection Temperature of Plastics Under Flexural Load in the Edgewise Position》，进行样条热变形温度的测定。样条厚度为3.2mm，载荷为1.8MPa。
[0032](4)过滤效率和气流阻力
[0033]参照《GB 19083
‑
2010医用防护口罩技术要求》中第5.4节的标准进行测试，其中选用0.075
±
0.02μm的NaCl颗粒，气体流量为85L/min，测试环境温湿度分别约为23℃和30％。
[0034](5)透气性
[0035]参照GB/T5453
‑
1997《纺织品织物透气性的测试》测试透气量，压差选择100Pa。
[0036](6)水接触角
[0037]使用接触角测定仪测定接触角(带有测角计的目镜和恒温装置。)，将低吸水率的PLA树脂在200℃多次热压成20
±
3μm平整薄膜。将准确度为0.1μl的微量注射器吸取5μl蒸馏水滴到薄膜表面，在目镜放大倍数为10X的显微镜下观察液滴轮廓，每个样品表面分别读取5处测定接触角，计算平均值。
[0038](7)吸水率
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低吸水率的PLA熔喷过滤材料，其特征在于:包括如下质量份数的组份：PLA树脂100份、生物基聚碳酸酯增韧剂15
‑
30份、增容剂4
‑
10份、成核剂2
‑
5份、抗菌剂0.5
‑
3份。2.根据权利要求1所述低吸水率的PLA熔喷过滤材料，其特征在于:所述生物基聚碳酸酯增韧剂是具有如下结构式的生物基异山梨醇型聚碳酸酯增韧剂，其中R为脂肪族单体，m、n为各个单体聚合的数量。3.根据权利要求2所述低吸水率的PLA熔喷过滤材料，其特征在于:所述生物基聚碳酸酯增韧剂结构式中R为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、异甘露醇、正丁二醇、正己二醇、正辛二醇、正癸二醇、酒石酸衍生物中的任意一种。4.根据权利要求1所述低吸水率的PLA熔喷过滤材料，其特征在于:所述PLA树脂包括50～65份的左旋PLA树脂和35～50份的的右旋PLA树脂。5.根据权利要求1所述低吸水率的PLA熔喷过滤材料，其特征在于:所述增容剂为丙交酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡树，冯劲松，游嫔芳，
申请(专利权)人：深圳市兴业卓辉实业有限公司，
类型：发明
国别省市：