聚乳酸组合物制造技术

本发明专利技术涉及聚乳酸组合物。根据本发明专利技术的聚乳酸组合物具有分散结构，所述分散结构将结晶度为40％以下的低结晶或非结晶聚乳酸作为基质，并且在所述基质中分散有有机改性的多糖类或者溶胀处理或膨胀处理的层状硅酸盐作为粉碎促进剂。所述聚乳酸组合物具有优异的水解性和机械粉碎性。

Polylactic acid composition

The present invention relates to polylactic acid compositions. According to the polylactic acid composition of the invention has dispersed structure, the structure will disperse the crystallinity of 40% under low crystalline or non crystalline polylactic acid as matrix, and the matrix are dispersed in organic modified polysaccharide or swelling or expansion processing of layered silicate as crushing accelerator. The polylactic acid composition has excellent hydrolysis and mechanical pulverization.

【技术实现步骤摘要】
聚乳酸组合物本申请是申请日为2015年2月17日、申请号为201580013514.3、专利技术名称为“聚乳酸组合物”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及通过将聚乳酸与粉碎促进剂共混获得的聚乳酸组合物。
技术介绍
已知聚乳酸作为具有优异的生物降解性的树脂。从改善环境的观点，现在已经进行研究尝试使用聚乳酸来代替用于各种应用领域的各种塑料材料。聚乳酸现在已经在一些应用领域中进行实用。此外，最近，已经提出使用聚乳酸作为用于采掘地下资源的挖掘用分散液(参见专利文献1)。例如，为了采掘地下资源，现在已经广泛地使用称为液压破碎法(hydraulicfracturingmethod)的坑井挖掘法。液压破碎法包括对填充在坑井中的流体加压从而在坑井的附近形成龟裂(破裂)，由此改善坑井的附近的渗透率(为了流体容易流动)，以试图增加例如油和气体等的资源流入坑井中的有效截面积，因此，改善坑井的生产性。该流体也称为破碎流体(fracturingfluid)。迄今，使用例如胶状汽油等的粘性流体。然而，最近，随着现在已经从存在于比较浅的位置的页岩层采掘出页岩气等气体并且通过考虑对环境的影响，使用通过将聚合物溶解或分散在水中获得的水性分散液正变为通常的实践。作为这样的聚合物，已经提出聚乳酸。即，聚乳酸是展示水解性和生物降解性的物质，即使其残存在地下，其也通过地中的水或酶分解并且不会不利地影响环境。此外，可以认为与汽油等相比，用作分散介质的水也远不影响环境。进一步，将坑井填充其中分散有聚乳酸的水分散液并且对该水分散液加压，以致聚乳酸渗透至坑井的附近。此处，聚乳酸经历水解并且失去树脂的形态。因此，在聚乳酸已经渗透的部分中形成空间(或龟裂)，从而资源可以流入的坑井的空间增加。此处，聚乳酸具有难以微粒化的这样的性质。为了微粒化，刚生产的聚乳酸必须反复地进行粉碎和分级(过筛)，导致成本增加。除此以外，用于挖掘用分散液的聚乳酸必须水解。然而，现在，几乎尚未研究关于聚乳酸的粉碎性和水解性。例如，专利文献2公开了一种生物降解性树脂组合物(聚乳酸组合物)，其包含D-异构体含量为2质量％以下的聚乳酸和层状硅酸。开发了该聚乳酸组合物来改善耐热性和机械特性。然而，关于其粉碎性和水解性，还尚未进行研究。事实上，根据本专利技术人进行的研究，专利文献2的聚乳酸组合物具有低的水解性。此外，专利文献3公开了包括结晶度为30％以上的聚乳酸的粉体。聚乳酸可以被优异地机械粉碎并且可以微粒化。然而，完全尚未研究其水解性。现有技术文献：专利文献：专利文献1：USP7,833,950专利文献2：日本专利No.3831278专利文献3：日本专利No.5093834
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术的目的是提供具有优异的水解性和机械粉碎性的聚乳酸组合物。本专利技术的另一目的是提供用于挖掘用水分散液例如破碎流体等的制备的聚乳酸组合物。用于解决问题的方案根据本专利技术，提供了一种聚乳酸组合物，其具有分散结构，所述分散结构将结晶度为40％以下的低结晶或非结晶的聚乳酸作为基质，在所述基质中分散有有机改性的多糖类或者溶胀处理或膨胀处理的层状硅酸盐作为粉碎促进剂。在本专利技术的聚乳酸组合物中，期望的是：(1)作为所述聚乳酸，使用其中以重量比(L/D)在98/2至2/98的范围包含L-异构体和D-异构体的DL-异构体；(2)所述聚乳酸组合物具有粒径为1000μm以下，特别地300μm以下的粒状形态；(3)以相对于每100重量份的所述聚乳酸为1至10重量份的量包含所述粉碎促进剂；(4)作为所述粉碎促进剂的层状硅酸盐，使用插入有机阳离子的蒙脱石、或合成云母；和(5)所述聚乳酸组合物用于挖掘用水分散液的制备。专利技术的效果本专利技术的聚乳酸组合物不损害聚乳酸的水解性。不仅如此，聚乳酸组合物用于促进水解性并且展示出优异的粉碎性，并且可以通过机械粉碎(例如，冷冻粉碎或常温粉碎)而微粒化。如稍后描述的实施例中显示，聚乳酸组合物可以通过一次(onepass)的机械粉碎以15％以上的产率且以粒状形态来获得，所述细颗粒(granules)的过筛粒径为300μm以下。因此，可以在低成本下制备满足需要的水解性的聚乳酸的水分散液。聚乳酸组合物可以因此有利地用于挖掘用水分散液的制备。附图说明[图1]是示出通过在常温下粉碎实施例2中制备的本专利技术的聚乳酸组合物获得的颗粒的SEM照片(100倍的放大倍率)。[图2]是示出通过在常温下粉碎实施例4中制备的本专利技术的聚乳酸组合物获得的颗粒的SEM照片(100倍的放大倍率)。[图3]是示出通过在常温下粉碎实施例6中制备的本专利技术的聚乳酸组合物获得的颗粒的SEM照片(100倍的放大倍率)。具体实施方式本专利技术的聚乳酸组合物具有分散结构，其中聚乳酸的基质中分散有粉碎促进剂。因此，当进行机械粉碎时，在粉碎促进剂与聚乳酸之间的界面处发生破坏。结果，聚乳酸组合物可以通过机械粉碎有效地微粒化。1.聚乳酸；在本专利技术中，重要的是，构成基质的聚乳酸的结晶度为40％以下。即，结晶度高于上述的聚乳酸展示出低的水解性。例如，如稍后描述的实施例示出，如果将其中分散了其组合物的水分散液在预定温度下静置7天，则聚乳酸在接近于例如50％的非常高的比率下保持其重均分子量Mw。另一方面，如果使用结晶度处于以上范围内的低结晶或非结晶的聚乳酸，则以非常低如约25％以下的比率保持其重均分子量Mw；即，展示出高的水解性。然而，此处，粉碎性趋于随着结晶度降低而降低。因此，在本专利技术中，期望的是，聚乳酸的结晶度在1至40％，特别地1至30％的范围内，从而同时实现水解性和粉碎性。在本专利技术中，从当聚乳酸结晶化100％时的晶体熔解热量(quantityofheatofcrystalfusion)93.6(J/g)并且从通过DSC测量得到的聚乳酸的熔解焓△Hm和结晶焓△Hc，聚乳酸的结晶度Xc(％)从以下式来求得；Xc(％)＝(△Hm-△Hc)x100/93.6在本专利技术中，如果上述低结晶或非结晶的聚乳酸用作基质时，期望的是，使用的聚乳酸是以重量比(L/D)在98/2至2/98的范围内包含L-异构体和D-异构体的DL-异构体。即，包含非常小量(例如，小于2重量％的量)的D-异构体的聚L-乳酸是高结晶性的并且趋于通过当将稍后将描述的粉碎促进剂和聚乳酸混炼在一起时的热历程而容易结晶。因此，可能的是，构成基质的聚乳酸的结晶度变得大于上述范围，因此，水解性降低。以上聚乳酸可以与小量(例如，相对于每100重量份的聚乳酸为5重量份以下)的任何其它树脂共混使用，只要不损害本专利技术的机械粉碎性和水解性即可。通过与例如小量的具有大于聚乳酸的水解性并且在水解时释放如草酸等的酸的聚草酸乙二醇酯(PEOx)配混，聚乳酸展示出增加的水解性。2.粉碎促进剂；在本专利技术中，分散在聚乳酸的基质中的粉碎促进剂是高硬度的材料，具体地为，有机改性的多糖类或者溶胀处理或膨胀处理的层状硅酸盐。即，在使用粉碎促进剂的情况下，当组合物进行机械粉碎时，在二者之间的界面中，破坏迅速进行；即，机械粉碎性大幅地改善。在本专利技术中，多糖类是由通过糖苷键连结在一起的例如淀粉、纤维素、琼脂(agar-agar)和糖原等单糖类制成的多糖类。有机改性的多糖类用作粉碎促进剂。有机改性通过例如乙酸或脂肪酸与多糖类中OH反应来进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸组合物，其具有分散结构，所述分散结构将结晶度为40％以下的低结晶或非结晶的聚乳酸作为基质，在所述基质中分散有有机改性的多糖类或者溶胀处理或膨胀处理的层状硅酸盐作为粉碎促进剂，并且具有粒径为1000μm以下的粒状形态。

【技术特征摘要】
2014.03.11 JP 2014-0478351.一种聚乳酸组合物，其具有分散结构，所述分散结构将结晶度为40％以下的低结晶或非结晶的聚乳酸作为基质，在所述基质中分散有有机改性的多糖类或者溶胀处理或膨胀处理的层状硅酸盐作为粉碎促进剂，并且具有粒径为1000μm以下的粒状形态。2.根据权利要求1所述的聚乳酸组合物，其中作为所述聚乳酸，使用以重量比(L/D)在98/2至2/98的范围包含L-异构体和D-异构体的DL-...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川成志，山田俊树，片山传喜，
申请(专利权)人：东洋制罐集团控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP