高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物及薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物及薄膜及其制备方法和应用，主要解决生物合成聚酯熔体强度低、成膜过程中易被拉断，难以吹塑成型的问题。通过采用一种聚羟基脂肪酸酯共混物，以质量份数计，包含以下组分：(1)聚羟基脂肪酸酯10至80份；(2)聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯90至20份；(3)加工助剂0.1至5份的技术方案，较好地解决了该问题，可用于高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物材料及薄膜的工业化生产中。

Polyhydroxy fatty acid ester blends and films with high melt strength and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物及薄膜及其制备方法和应用
本专利技术属于生物基、生物降解组合物领域，具体渉及一种高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物及薄膜及其制备方法和应用。技术背景塑料具有易加工、低成本、制品强度、柔韧性好等优点，成为当代社会工业及日用领域难以替代的必要产品。然而，由于常用塑料分子结构稳定，其耐光照、水分、氧气等自然环境因素的性能较强，许多情况下难以降解。塑料使用后在环境中丢弃造成土地、水体等环境生态污染严重。生物降解塑料可以在自然条件下最终分解为二氧化碳和水。因此，开发高性能生物可降解材料替代传统塑料，是解决传统塑料所造成环境污染和资源损耗的关键。微生物聚酯以多聚糖类、油脂等生物质为主要原料，经微生物发酵制成，在堆肥、土壤、海水环境中均能降解，具有广泛的应用前景。微生物聚酯包括3-羟基丁酯(3HB)的均聚物(PHB)，以及3-羟基丁酯(3HB)与其他羟基脂肪酸酯的共聚物，如3HB,4HB,3HB-3HHX等。目前最常见的商业化微生物合成聚酯是聚羟基脂肪酸酯类(PHA)，聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由微生物发酵合成的一种天然高分子生物材料，具有生物相容性、生物可降解性、热塑加工性以及气体阻隔性等，尤其是嵌段型聚羟基脂肪酸酯，可结合不同链段的加工和力学性能，使整体性能显著提升，清华大学陈国强老师课题组在相关领域做了大量工作【ChenX，YinJ，Ye，J，etal.EngineeringHalomonasbluephagenesisTD01fornon-sterileproductionofpoly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate)[J]BioresourceTechnology,2017,244:534.】。然而PHA材料存在加工窗口窄、热稳定型差、结晶速率慢、加工成型差等问题，无法直接加工使用。尤其此类材料在制膜过程中由于熔体强度低、容易断裂，因而无法直接吹塑成型并制成具有一定强度的薄膜产品。截至目前，已有大量文献专利报道PHA材料的生物合成以及生化改性，尚未有文献报导提高PHA微生物合成聚酯的共混物熔体强度的方法，并且现有技术中也没有制备超薄高强地膜的热塑性微生物合成聚酯共聚物的有效方法，使得这一类共混物的应用受到限制。本专利技术公布了一种高熔体强度的含生物合成聚酯共混物及其连续熔融挤出制备方法。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题之一是现在技术中存在的生物合成聚酯热加工性能差、吹塑成型困难的问题。提供一种高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物，可有效提高熔体强度，提升材料在薄膜领域的适用性。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物的应用。本专利技术所要解决的技术问题之四是提供一种聚酯薄膜，包含上述解决技术问题之一所述的高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物。为了解决以上技术问题之一，本专利技术采用的技术方案为：一种高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物，按重量分数计，包括以下组分：(1)10至80％聚羟基脂肪酸酯；(2)90至20％聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯；(3)0.1至5％的加工助剂。上述技术方案中，所述聚羟基脂肪酸酯为羟基脂肪酸均聚物，优选为聚3-羟基丁酸酯(PHB)，聚3-羟基戊酸酯(PHV)，聚3-羟基己酸酯(PHH)，聚3-羟基庚酸酯，聚3-羟基辛酸酯，聚3-羟基壬酸酯，聚3-羟基癸酸酯，聚3-羟基癸酸酯，聚3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基硬脂酸酯中的至少一种。上述技术方案中，所述聚羟基脂肪酸酯优选为由两种或两种以上羟基脂肪酸酯形成的共聚酯；进一步优选为聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯(PHBV)，聚3-羟基丁酸-4羟基丁酸酯(P3HB4HB)，聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯(PHBHx)，聚3-羟基丁酸-3-羟基庚酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基戊酸-3-羟基己酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基庚酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基己酸-3-羟基庚酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基庚酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基软脂酸酯，3-羟基庚酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基辛酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基辛酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基辛酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基辛酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基辛酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基辛酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基壬酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基壬酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基壬酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基壬酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基壬酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基癸酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基癸酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基癸酸-3-羟基硬脂酸酯中的至少一种，更优选为所述的聚羟基脂肪酸酯为嵌段型聚羟基脂肪酸酯，最优选为聚3-羟基丁酸酯-block-聚4-羟基丁酸(P3HB-b-P4HB)，聚3-羟基丁酸酯-block-聚3-羟基己酸酯(P3HB-b-P3HHx)，聚3-羟基己酸酯-block-(聚3-羟基十酸酯-co-聚3-羟基十二酸酯)[P3HHx-b-P(3HD-co-3HDD)]中的至少一种。上述技术方案中，所述的加工助剂包括扩链剂、抗氧剂、开口剂以及增容剂中的至少一种；所述的扩链剂优选为具有与羧基或羟基反应活性基团的化合物或聚合物以及含有至少两个环氧官能团的化合物中的至少一种；所述的抗氧剂优选为亚磷酸酯类的一种或多种；所述的开口剂优选为乙撑双油酸酰胺和硬脂基芥酸酰胺中的一种或两种；所述的增容剂优选为带有反应性官能团的苯乙烯类反应性树脂，所述官能团包括环氧基、酸酐、羧酸中的至少一种。上述技术方案中，所述的高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物的熔体强度优选大于150，进一步优选大于180。为了解决以上技术问题之二，本专利技术采用的技术方案为：一种上述解决技术问题之一所述技术方案中任一所述的高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物的制备方法，包括下列步骤：将所需量的聚羟基脂肪酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与加工助剂混合后，采用双螺杆挤出机，经熔融、共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚羟基脂肪酸酯共混物，以质量份数计，包含以下组分：/n(1)聚羟基脂肪酸酯10至80份；/n(2)聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯90至20份；/n(3)加工助剂0.1份至5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚羟基脂肪酸酯共混物，以质量份数计，包含以下组分：
(1)聚羟基脂肪酸酯10至80份；
(2)聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯90至20份；
(3)加工助剂0.1份至5份。


2.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯共混物，其特征在于所述聚羟基脂肪酸酯为羟基脂肪酸均聚物，优选为聚3-羟基丁酸酯，聚3-羟基戊酸酯，聚3-羟基己酸酯，聚3-羟基庚酸酯，聚3-羟基辛酸酯，聚3-羟基壬酸酯，聚3-羟基癸酸酯，聚3-羟基癸酸酯，聚3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基硬脂酸酯中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯共混物，其特征在于所述聚羟基脂肪酸酯为由两种或两种以上羟基脂肪酸酯形成的共聚酯；进一步优选为聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯，聚3-羟基丁酸-4羟基丁酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基庚酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基丁酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基戊酸-3-羟基己酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基庚酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基戊酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基己酸-3-羟基庚酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基软脂酸酯，聚3-羟基己酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基庚酸-3-羟基辛酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基月桂酸酯，聚3-羟基庚酸-3-羟基软脂酸酯，3-羟基庚酸-3-羟基硬脂酸酯；聚3-羟基辛酸-3-羟基壬酸酯，聚3-羟基辛酸-3-羟基癸酸酯，聚3-羟基辛酸-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪学，王子君，况军，周炳，贾钦，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11