本发明专利技术涉及一种四元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料制备方法。按重量％称量原料为乳酸：４５．０－８０．０，聚丙撑碳酸酯：３．０－３８．０，聚己内酯：３．０－３８．０，聚３－羟基丁酸酯：３．０－３８．０，其余为助剂；其制备步骤及条件为：将原材料在烘箱中在４０－８０℃干燥４－１０个小时，然后在高速混合机里低速搅拌５－１０分钟，再起高速搅拌３－５分钟后，在７０－１９５℃共混挤出造粒制得产物。本发明专利技术的方法制得的元复配聚乳酸型复合材料，改善了聚乳酸制品的成型加工性、耐热性、撕裂强度及制品的尺寸稳定性；制备的膜制品生物降解速度可控，广泛用于日用包装及农用产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多元复配可完全生物降解聚乳酸型复合材料的制备工艺方法。
技术介绍
为了解决塑料制品造成的“白色污染”问题，使用环境友好的完全生物降解聚合物替代传统的石油基塑料，已成为当前研究开发的热点。在众多可生物降解聚合物中，脂肪族聚酯，如聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHAs)、聚ε-己内酯(PCL)、聚丙撑碳酸酯(PPC)等，显示出优异的性能，并具有广泛的应用领域及显著的社会经济效益。聚乳酸(PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯，并且合成它的单体乳酸是由可再生的玉米、谷物等发酵而来的。PLA具有优良的生物降解性和生物相容性，在环境中最终分解成为二氧化碳和水，对环境没有污染，因此成为降解材料的研究热点之一。早在五十年代就已经开始了对聚乳酸的合成和应用研究，从七十年代开始合成了高分子量的具有旋光性的D型或L型的PLA，并用于药物制剂和医疗外科等方面的研究，同时为克服PLA单靠分子量及其分布来调节降解速度的局限，开始合成以PLA为主的各类共聚物。进入八十年代后，随着PLA及其共聚物的应用领域的不断扩大，对合成机理、不同结构及组成的共聚物的合成及应用研究日益扩大。随着在医用方面的研究和应用的不断深入，聚乳酸的应用越来越广泛，例如它可以作为缝合线，骨钉，骨棒，药物控制释放载体；同时PLA的研究也开始向降解塑料方面发展。从九十年代至今，国际市场相继出现了五种牌号的PLA，分别为(1)CPLA-大日本油墨与化学公司(Dainippon Ink & Chemical)的产品；(2)LACEA-三井化学公司(Mitsui Toatsu)产品；(3)LACTY-日本岛津制作所产品；(4)Ecopla-Cargill Dow公司产品；(5)Heplon-美国Chronopol公司产品。其中Cargill Dow公司的生产能力最大，已达到14万吨/年。随着PLA进入工业化的生产阶段，将同其它通用塑料一样被应用到国民经济建设的各个领域，必将成为现行通用塑料的良好替代品。聚乳酸是一种具有良好生物相容性的、可生物降解的高分子材料，与聚烯烃相比，从环保方面来说，它具有无可比拟的特性。将聚乳酸应用于包装领域，还有很多技术难题需要克服。例如在熔体加工过程中聚乳酸的稳定性较差。聚乳酸属有极性材料，易吸水，其含水量对加工性能的影响非常显著。纯聚乳酸较脆，做为薄膜这种柔软的包装材料就必须选择合适的增塑体系及合适的金属钝化剂以消除聚乳酸中残存的催化剂对熔体加工过程产生的不利影响。聚乳酸无论是通过丙交酯开环聚合还是直接由乳酸单体缩合，都是典型的线型聚合物。与聚烯烃相比，它的熔体弹性差，其具体表现为具有较低的离模膨胀率。这种特性在挤出加工过程，如流延膜，纸塑涂覆，吹塑膜制造过程中会产生诸如“颈缩”及“膜泡不稳定”。这种较低熔体弹性可以解释为分子链缠绕程度较低的原因所造成的。提高分子链缠接程度的最有效方法是使聚乳酸分子链形成支链。美国专利US 5,539,026(1994年)用少量环氧化植物油与聚乳酸进行接枝反应，使聚乳酸的分子量分布加宽，这样熔体强度增加，而“颈缩”及“膜泡不稳定”现象得到改善。聚乳酸与脂肪族聚酯的二元配混物已经构成了很多专利的主题，特别是欧洲专利EP-0 980894 A1(Mitsui Chemical)描述了聚乳酸和聚丁二酸丁二酯的混合物加入一种增塑剂的条件下制备的薄膜抗撕裂性能和机械性能平衡方面的明显改善，但制品的强度相当低，且薄膜较脆缺乏柔软性。US专利5 883 199描述了聚乳酸与聚酯的二元配混物，其中聚乳酸的含量为10-90％，聚酯形成连续相或共连续相，但是这里所述配混物的抗撕裂性能很差。由冉祥海等人于2005年10月21日申请的中国专利《一种三元复配聚乳酸型复合材料及其应用》、《三元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料制备方法》中将聚丙撑碳酸酯、聚3-羟基丁酸酯与聚乳酸进行熔融共混来制备基体树脂合金，通过各组分比例的调整，并选用适宜的热稳定性、复配增塑体系及成核剂，提高了树脂合金的耐热稳定性，调控其结晶速率，改善成型加工过程中熔体的流动速率、熔体粘度及强度，从而获得了性能较佳的复合材料。但其上述性能需要改善，于是，需要寻求新的制备方法来制备新的可完全生物降解的聚乳酸型复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种四元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料的制备工艺方法，解决已有的方法制备二元聚乳酸型复合材料的薄膜抗撕裂性能、抗张强度、断裂伸长率相当低、薄膜较脆缺乏柔软性等不足；本专利技术的制备工艺方法优化了和提高了三元复配聚乳酸型复合材料的制备方法，制得的四元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料改善了聚乳酸基体树脂的加工性、耐热性、撕裂强度及制品的尺寸稳定性；并且在加工工艺稳定性、吹塑工艺过程的成膜稳定性、制品的物理化学性能尤其是横向、纵向的手撕试验评价、撕裂强度、拉伸强度、断裂伸长率等方面得到了相当大的改善和提高。此种薄膜制品可广泛应用于日用包装及农用产品。本专利技术的一种四元复配可完全生物降解乳酸型复合材料制备工艺方法，涉及的组成成分包括(A)聚乳酸(PLA)(B)聚丙撑碳酸酯(PPC)(C)聚己内酯(PCL)(D)聚-3羟基丁酸酯(PHB)聚乳酸(PLA)作为第一组分进行成型加工时，热稳定性差，脆性大，撕裂强度差，吹塑薄膜制品时易发生收缩、起皱等缺点，限制了其使用范围。本专利技术中使用聚丙撑碳酸酯、聚己内酯、聚3-羟基丁酸酯与聚乳酸进行熔融共混来制备基体树脂合金，通过各组分比例的调整，并选用适宜的热稳定性、复配增塑体系及成核剂，提高了树脂合金的耐热稳定性，调控其结晶速率，改善成型加工过程中熔体的流动速率、熔体粘度及强度，从而获得了性能较佳的复合材料。按如下重量％称量本专利技术的材料组分(A)聚乳酸(PLA)45-80(B)聚丙撑碳酸酯(PPC) 3-38 (C)聚己内酯(PCL) 3-38(D)聚3-羟基丁酸酯(PHB)3-38增塑剂3-15耐热稳定剂1.0-6.5抗氧剂0.5-2.0成核剂0.05-1.0润滑剂0.35-1.0开口剂0.1-1.0光分解剂 0.1-1.0生物降解剂促进剂 0.1-1.0光(紫外线)稳定剂 0.1-1.0防静电剂 0.5-1.0填充剂1.0-15.0着色剂0.05-1.0所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异辛酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基己酯)、己酰柠檬酸三丁酯、己二酸二(2-乙基己酯)、聚乙二醇、聚丙二醇乙二酸酯、环氧大豆油等环氧树脂系增塑剂，可以选一种或二种以上，若选二种以上，应该保持总的重量％不变；耐热稳定剂为蒙脱土、二氧化硅、高岭土、氧化锌、氧化镁、硬酯酸钙、顺丁烯二丁基锡，可以选一种或二种以上，若选二种以上，应该保持总的重量％不变；抗氧剂为双酚A、亚磷酸三苯酯、亚磷酸乙酯或亚磷酸双酚A酯的任意一种；润滑剂为硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬酯酸锌、亚乙基双硬脂酰胺、亚烷基二脂肪酰胺的任意一种；成核剂为二亚苄基山梨糖醇、对苯二甲酸、氢氧化铝、氧化铝、碳酸铝、滑石粉的任意一种；光分解剂为苯偶烷基醚、二苯甲酮、乙酰苯、锐钛矿型氧化钛的任意一种； 光分解促进剂为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、丙二酸、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种四元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料的制备方法，其特征在于，按如下各原料组份重量％称取物料：聚乳酸（ＰＬＡ）４５．０－８０．０聚丙撑碳酸酯（ＰＰＣ）３．０－３８．０聚己内酯（ＰＣＬ）３．０－３８． ０聚３－羟基丁酸酯（ＰＨＢ）３．０－３８．０增塑剂３．０－１５．０耐热稳定剂１．０－６．５抗氧剂０．５－２．０成核剂０．０５－１．０润滑剂０．３５－１．０开口剂 ０．１－１．０光分解剂０．１－１．０生物降解剂促进剂０．１－１．０光（紫外线）稳定剂０．１－１．０防静电剂０．５－１．０填充剂１．０－１５．０着色剂０．０５－３．０ ；其制备步骤及条件为：将原材料中基体树脂、粉体料、改性剂，预先在烘箱中４０－８０℃干燥４－１０个小时，然后按比例在高速混合机里低速搅拌５－１０分钟，再起高速搅拌３－５分钟后，在同向双螺杆挤出机中，在７０－１９５℃共混挤出造粒，得到多 元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冉祥海，庄宇刚，张坤玉，吴航，董丽松，
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：82[中国|长春]
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