一种生物可降解的PBAT/PLA复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供的生物可降解PBAT/PLA复合材料，使用结构特殊的式(I)化合物作为相容剂，该相容剂的结构中含有环氧基团、双键基团、羟基等高活性反应基团，可以和PLA和PBAT中分子中的羧基发生反应，起到了反应性相容剂的作用，从而极大的改善了PLA和PBAT的相容性，促进了PBAT/PLA复合材料力学性能的改善，尤其是同时保持了较高的刚性和韧性，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解的PBAT/PLA复合材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及塑料材料领域，特别涉及一种生物可降解的PBAT/PLA复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
塑料工业迅速发展，其用途已经渗透到国民经济的各个领域。中国每年产生大量的废弃塑料，其中大多数，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等不能自然降解，从而造成了非常严重的白色污染问题。目前白色污染问题已经引起了全世界的高度关注，国内外纷纷出台相应的法律法规，限制非可降解塑料的使用，并大量推广可降解塑料。聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是目前公认的可自然完全降解树脂。PLA是以玉米等农作物为原料，发酵得到乳酸，并经过一系列化学合成制备的脂肪族聚合物，最终可以被完全降解为二氧化碳和水。PLA具有良好的热稳定性、生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性等，此外，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可应用于各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、农用织物，保健织物、卫生用品，室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面、一次性输液用具、免拆卸手术缝合线等领域。PBAT是己二酸、对苯二甲酸和丁二醇的共聚物，其兼具了聚己二酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性，即具有较好的延展性和断裂伸长率，又具有较好的耐热性和冲击性能，此外PBAT还具有优良的生物可降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活跃且市场应用最好的降解材料之一。虽然，PLA和PBAT都有各自独特的性能，但PLA强度高韧性差，PBAT韧性好强度差，如能结合PLA和PBAT优点，实现性能互补，便可以制备出性能更加优越的生物可降解材料。但PLA和PBAT为不相容体系，二者的相容性很差，导致制备的复合材料力学性能不佳，因此，需要提高两者的相容性，来改善PLA和PBAT之间的结合问题。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术提供一种生物可降解的PBAT/PLA复合材料及其制备方法和用途，本专利技术提供的PBAT/PLA复合材料，其相容性良好，力学性能良好，尤其是韧性和刚性表现良好。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：本专利技术的第一方面是提供一种式(I)所示化合物在PBAT/PLA复合材料中作为相容剂的用途，其中，R选自H或C1～C5的直连或支链烷基。根据本专利技术，所述C1～C5的直链或支链烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基或新戊基，优选甲基。根据本专利技术，所述式(I)所示化合物选自2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-甲氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-乙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-丙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异丙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-丁氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异丁氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-戊氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异戊基氧基-5-甲基苯酚或2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-新戊基氧基-5-甲基苯酚。优选为2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-甲氧基-5-甲基苯酚。根据本专利技术，所述PBAT/PLA复合材料中，包括PLA树脂、PBAT树脂和相容剂。根据本专利技术，所述PBAT/PLA复合材料中，还包括无机填料、润滑剂和抗氧化剂中的至少一种。根据本专利技术，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：优选地，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：根据本专利技术，所述的PLA树脂的粘均分子量为2-20万，优选5-10万，如6万，7万，8万或9万。根据本专利技术，所述的PBAT树脂的粘均分子量为4-20万，优选8-15万，如10万，12万或14万。根据本专利技术，所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、水滑石、二氧化钛和蒙脱土等中的一种或几种，优选碳酸钙和/或滑石粉。根据本专利技术，所述的润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡等中的一种或几种，优选硬脂酸钙和/或硬脂酸锌。根据本专利技术，所述的抗氧化剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂2246等中的一种或几种，优选抗氧剂168和/或抗氧剂1010。本专利技术的第二方面是提供一种PBAT/PLA复合材料，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：其中，所述相容剂具有如下式(I)所示的结构：其中，R选自H或C1～C5的直连或支链烷基。根据本专利技术，所述C1～C5的直连或支链烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基或新戊基，优选甲基。根据本专利技术，所述式(I)所示化合物选自2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-甲氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-乙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-丙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异丙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-丁氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异丁氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-戊氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异戊基氧基-5-甲基苯酚或2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-新戊基氧基-5-甲基苯酚。优选为2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-甲氧基-5-甲基苯酚。根据本专利技术，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：根据本专利技术，所述的PLA树脂的粘均分子量为2-20万，优选5-10万，如6万，7万，8万或9万。根据本专利技术，所述的PBAT树脂的粘均分子量为4-20万，优选8-15万，如10万，12万或14万。根据本专利技术，所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、水滑石、二氧化钛和蒙脱土等中的一种或几种，优选碳酸钙和/或滑石粉。根据本专利技术，所述的润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡等中的一种或几种，优选硬脂酸钙和/或硬脂酸锌。根据本专利技术，所述的抗氧化剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种式(I)所示化合物在PBAT/PLA复合材料中作为相容剂的用途，/n

【技术特征摘要】
1.一种式(I)所示化合物在PBAT/PLA复合材料中作为相容剂的用途，



其中，R选自H或C1～C5的直连或支链烷基。


2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述C1～C5的直链或支链烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基或新戊基，优选甲基。
优选地，所述式(I)所示化合物选自2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-甲氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-乙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-丙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异丙氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-丁氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异丁氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-戊氧基-5-甲基苯酚、2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-异戊基氧基-5-甲基苯酚或2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-新戊基氧基-5-甲基苯酚。优选为2-[1-(3,3-二甲基-2-环氧乙基)-2-丙烯基)]-4-甲氧基-5-甲基苯酚。


3.根据权利要求1或2所述的用途，其中，所述PBAT/PLA复合材料中，包括PLA树脂、PBAT树脂和相容剂。
优选地，所述PBAT/PLA复合材料中，还包括无机填料、润滑剂和抗氧化剂中的至少一种。
优选地，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：



优选地，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：





4.根据权利要求1-3任一项所述的用途，其中，所述的PLA树脂的粘均分子量为2-20万。
优选地，所述的PBAT树脂的粘均分子量为4-20万。


5.一种PBAT/PLA复合材料，所述PBAT/PLA复合材料中，包括以下重量份数的原料：






其中，所述相容剂具有如下式(I)所示的结构：



其中，R选自H或C1～C5的直连或支链烷基。


6.根据权利要求5所述的复合材料，其中，所述C1～C5的直连或支链...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶平山，
申请(专利权)人：叶平山，
类型：发明
国别省市：辽宁;21