大分子增塑剂及其制备方法、改性聚乳酸及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种大分子增塑剂及其制备方法、改性聚乳酸及其制备方法，该大分子增塑剂的制备方法包括：在催化剂存在与真空条件下，将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到大分子增塑剂；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。与现有技术相比，本发明专利技术将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到的含有直链或支链结构的大分子增塑剂，这种大分子增塑剂具有结构稳定与高分子材料共混后不易析出的特点，且其特别适于增塑聚乳酸，使改性聚乳酸中聚乳酸相的玻璃化转变温度大幅度降低，同时也使改性聚乳酸的断裂伸长率显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及大分子增塑剂及其制备方法、改性聚乳酸及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一类来源于生物质的非常有前景的可降解高分子材料，但是其本身的脆性降低了它的应用范围。对PLA进行增塑改性可以有效降低PLA材料的玻璃化转变温度，同时提高PLA材料的柔韧性，但是，小分子的增塑剂增塑的PLA性能不稳定，随着存储和使用时间的延长，小分子的增塑剂会缓慢析出到材料的表面，导致PLA材料获得的柔韧性逐渐丧失而导致材料重新脆化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种大分子增塑剂及其制备方法、改性聚乳酸及其制备方法，该大分子增塑剂性能稳定且对聚乳酸具有较好的增塑效果。本专利技术提供了一种大分子增塑剂，由多元酸酯类化合物与高分子醇反应得到；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。优选的，所述多元酸酯类化合物选自柠檬酸酯类化合物和/或苯多酸酯类化合物。优选的，所述柠檬酸酯类化合物选自柠檬酸三甲酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三戊酯、柠檬酸三己酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三甲酯、乙酰柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三己酯与乙酰柠檬酸三辛酯中的一种或多种；所述苯多酸酯类化合物选自邻苯二甲酸酯类、间苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类，具体包括邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、间苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异丙酯、1,3,5-苯三甲酸甲酯与1,3,5-苯三甲酸三乙酯中的一种或多种。优选的，所述高分子醇选自聚乙二醇、聚丙二醇，聚四氢呋喃、乳酸低聚物与乳酸共聚物中的一种或多种；所述高分子醇的重均分子量为200～4000g/mol。本专利技术还提供了一种大分子增塑剂的制备方法，包括：在催化剂存在与真空条件下，将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到大分子增塑剂；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。优选的，所述催化剂为钛酸四丁酯；所述催化剂的质量为多元酸酯类化合物与高分子醇总质量的0.1％～3.0％。优选的，所述反应的温度为80～180℃；所述反应的时间为1～20h；所述反应的真空度为-0.095～-0.1MPa。本专利技术还提供了一种改性聚乳酸，由大分子增塑剂增塑聚乳酸得到。本专利技术还提供了一种改性聚乳酸的制备方法，包括：将大分子增塑剂与聚乳酸共混，得到改性聚乳酸。优选的，所述大分子增塑剂的质量为改性聚乳酸质量的2％～50％。本专利技术提供了一种大分子增塑剂及其制备方法、改性聚乳酸及其制备方法，该大分子增塑剂的制备方法包括：在催化剂存在与真空条件下，将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到大分子增塑剂；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。与现有技术相比，本专利技术将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到的含有直链或支链结构的大分子增塑剂，这种大分子增塑剂具有结构稳定与高分子材料共混后不易析出的特点，且其特别适于增塑聚乳酸，使改性聚乳酸中聚乳酸相的玻璃化转变温度大幅度降低，同时也使改性聚乳酸的断裂伸长率显著提高。实验结果表明，在改性聚乳酸中大分子增塑剂含量为5～40wt％时，使改性聚乳酸中聚乳酸相的玻璃化转变温度下降到57.5～-24℃；在大分子增塑剂为15～20wt％的共混比例下，改性聚乳酸的断裂伸长率达到90％～500％。具体实施方式本专利技术提供了一种大分子增塑剂，由多元酸酯类化合物与高分子醇反应得到；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。在本专利技术中，所述大分子增塑剂的重均分子量优选为2.5～50kg/mol；所述大分子增塑剂的分子量分布指数优选为1.20～8.70。本专利技术还提供了一种上述大分子增塑剂的制备方法，包括：在催化剂存在与真空条件下，将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到大分子增塑剂；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。其中，本专利技术对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。在催化剂存在与真空条件下，将多元酸酯类化合物与高分子醇反应，得到大分子增塑剂。其中，所述催化剂为本领域技术人员熟知的催化剂即可，并无特殊的限制，本专利技术中优选为钛酸四丁酯；所述催化剂的质量优选为多元酸酯类化合物与高分子醇总质量的0.1％～3.0％，更优选为0.5％～3.0％，再优选为0.5％～2.0％，最优选为0.5％～1.0％；在本专利技术提供的一些实施例中，所述催化剂的质量优选为多元酸酯类化合物与高分子醇总质量的0.5％；在本专利技术提供的另一些实施例中，所述催化剂的质量优选为多元酸酯类化合物与高分子醇总质量的1.0％.所述多元酸酯类化合物优选为柠檬酸酯类化合物和/或苯多酸酯类化合物；所述柠檬酸酯类化合物为本领域技术人员熟知的柠檬酸酯类化合物即可，并无特殊的限制，本专利技术中优选为柠檬酸三酯类化合物，更优选为柠檬酸三甲酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三戊酯、柠檬酸三己酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三甲酯、乙酰柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三己酯与乙酰柠檬酸三辛酯中的一种或多种；所述苯多酸酯类化合物优选为邻苯二甲酸酯类、间苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类，具体包括邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、间苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异丙酯、1,3,5-苯三甲酸甲酯与1,3,5-苯三甲酸三乙酯中的一种或多种。所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇，优选为聚乙二醇、聚丙二醇，聚四氢呋喃、乳酸低聚物与乳酸共聚物中的一种或多种，更优选为双羟基的聚乙二醇(PEG-400、PEG-1000)、聚乙二醇单甲醚(MPEG-550)双羟基的聚四氢呋喃(PTG-1800)与双羟基的聚乙二醇-乳酸共聚物(通过PEG-400引发丙交酯开环反应来制备)中的一种或多种；所述高分子醇的重均分子量优选为200～4000g/mol。所述多元酸酯类化合物中的酯键与高分子醇的羟基的摩尔比优选为(4:1)～(1:2)，更优选为(3:1)～(1:2)，再优选为(3:1)～(3:4)；在本专利技术提供的一些实施例中所述多元酸酯类化合物中的酯键与高分子醇的羟基的摩尔比优选为3:1；在本专利技术提供的一些实施例中所述多元酸酯类化合物中的酯键与高分子醇的羟基的摩尔比优选为2:1；在本专利技术提供的一些实施例中所述多元酸酯类化合物中的酯键与高分子醇的羟基的摩尔比优选为9:5；在本专利技术提供的一些实施例中所述多元酸酯类化合物中的酯键与高分子醇的羟基的摩尔比优选为9:4；在本专利技术提供的一些实施例中所述多元酸酯类化合物中的酯键与高分子醇的羟基的摩尔比优选为1:1；在本专利技术提供的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大分子增塑剂，其特征在于，由多元酸酯类化合物与高分子醇反应得到；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。

【技术特征摘要】
1.一种大分子增塑剂，其特征在于，由多元酸酯类化合物与高分子醇反应得到；所述高分子醇为高分子一元醇和/或高分子二元醇。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多元酸酯类化合物选自柠檬酸酯类化合物和/或苯多酸酯类化合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸酯类化合物选自柠檬酸三甲酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三戊酯、柠檬酸三己酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三甲酯、乙酰柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三己酯与乙酰柠檬酸三辛酯中的一种或多种；所述苯多酸酯类化合物选自邻苯二甲酸酯类、间苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类，具体包括邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、间苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异丙酯、1,3,5-苯三甲酸甲酯与1,3,5-苯三甲酸三乙酯中的一种或多种。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯立栋，边新超，刘焱龙，孙彬，项盛，李杲，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22