一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法。本发明专利技术提供的复合材料以质量份数计，其原料组成包括：PPC、PBAT、聚合物改性剂、无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂；所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3‑氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。本发明专利技术提供的复合材料具有良好的力学性能和结晶性能，为进一步拓展聚丙撑碳酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的应用领域奠定了良好的基础，具有十分广阔的市场前景。

PPC and PBAT composite material and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，由于不可生物降解塑料造成的废弃物和污染日益严重，石油资源日益短缺，环境友好型聚合物在材料科学领域引起了广泛的关注。生物可降解聚合物由于其生物降解性和生物相容性的结合，在生物医学和工业应用中得到了广泛的研究。聚丙撑碳酸酯(PPC)是由CO2和环氧丙烷催化共聚合成的生物降解材料；与其他生物降解材料相比，PPC是为数不多的刚性材料，具有杨氏模量高以及较高的储能模量等，但是，由于PPC的热稳定性、尺寸稳定性较差，其在许多应用中的广泛应用仍然具有挑战性。除PPC之外，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)也是广泛应用生物降解材料之一；PBAT是一种芳香族共聚酯，是由对苯二甲酸、己二酸、1.4-丁二醇为原料，通过直接酯化或酯交换法聚合而成的三元共聚酯，既具有长亚甲基链的柔顺性，又有芳环的刚性，从而提高了分子的热稳定性；然而，PBAT的低模量和强度已成为其在许多领域进应用的瓶颈。将PPC、PBAT和无机填料共混制备复合材料可以在一定程度上弥补PPC和PBAT各自性能上的不足，但无机填料在PPC和PBAT中的分散性较差，在很大程度上影响了复合材料的整体性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法，本专利技术提供的复合材料具有良好的力学性能和结晶性能。本专利技术提供了一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优选的，所述聚丙撑碳酸酯的重均分子量为10万～30万。优选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为10万～40万。优选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二醇酯所对应的重复单元与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元的摩尔比为(1:3)～(3:1)。优选的，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或多种。优选的，所述无机纳米填料的粒径为5～200nm。本专利技术提供了一种上述技术方案所述PPC与PBAT复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将无机纳米填料和无机纳米填料修饰剂在溶剂中混合，过滤，干燥，得到修饰后的无机纳米填料；b)将聚丙撑碳酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚合物改性剂和所述修饰后的无机纳米填料熔融混合，得到PPC与PBAT复合材料。优选的，步骤a)中，所述溶剂为异丙醇、氯仿、甲苯、四氢呋喃和丙酮中的一种或多种。优选的，步骤a)中，所述混合的温度为50～80℃；所述混合的时间为4～8h。优选的，步骤b)中，所述熔融混合的温度为140～180℃；所述熔融共混的时间为5～10min。与现有技术相比，本专利技术提供了一种PPC与PBAT复合材料及其制备方法。本专利技术提供的复合材料以质量份数计，其原料组成包括：聚丙撑碳酸酯5～95份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～95份；聚合物改性剂0.05～3份；无机纳米填料0.5～10份；无机纳米填料修饰剂0.05～2份；所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。本专利技术通过在PPC与PBAT复合材料中添加聚合物改性剂和无机纳米填料修饰剂，显著提高了无机纳米填料在聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯基质树脂中的分散性，改善了二者的界面结合强度，从而提高了复合材料的综合力学性能和结晶温度。本专利技术提供的复合材料具有良好的力学性能和结晶性能，为进一步拓展聚丙撑碳酸酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料的应用领域奠定了良好的基础，具有十分广阔的市场前景。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份。在本专利技术提供的复合材料中，所述聚丙撑碳酸酯(PPC)的重均分子量优选为10万～30万，具体可为10万、11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万、18万、19万、20万、21万、22万、23万、24万、25万、26万、27万、28万、29万或30万；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述聚丙撑碳酸酯在复合材料原料中的含量为5～95质量份，具体可为5质量份、10质量份、15质量份、20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份、80质量份、85质量份、90质量份或95质量份。在本专利技术提供的复合材料中，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的重均分子量优选为10万～40万，具体可为10万、11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万、18万、19万、20万、21万、22万、23万、24万、25万、26万、27万、28万、29万、30万、31万、32万、33万、34万、35万、36万、37万、38万、39万或40万；所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二醇酯所对应的重复单元(BA重复单元)与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元(BT重复单元)的摩尔比优选为(1:3)～(3:1)，具体可为1:3、1:2.5、1:2、1:1、2:1、2.5:1、3:1；以聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯在复合材料原料中的合计量为100质量份计，所述聚丙撑碳酸酯在复合材料原料中的含量为5～95质量份，具体可为5质量份、10质量份、15质量份、20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份、80质量份、85质量份、90质量份或95质量份。在本专利技术提供的复合材料中，所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯(ACETEM)和丙二醇聚醚中的一种或多种；所述聚马来酸酐的数均分子量优选为400～1000，具体可为600；所述丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：/n聚丙撑碳酸酯5～95份；/n聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～95份；/n聚合物改性剂0.05～3份；/n无机纳米填料0.5～10份；/n无机纳米填料修饰剂0.05～2份；/n所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；/n所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；/n所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种PPC与PBAT复合材料，以质量份数计，其原料组成包括：
聚丙撑碳酸酯5～95份；
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯5～95份；
聚合物改性剂0.05～3份；
无机纳米填料0.5～10份；
无机纳米填料修饰剂0.05～2份；
所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯合计为100份；
所述聚合物改性剂为聚马来酸酐、丁二酸酐、单硬脂酸甘油酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯和丙二醇聚醚中的一种或多种；
所述无机纳米填料修饰剂为十六烷基三甲基溴化铵、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基十八烷酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述聚丙撑碳酸酯的重均分子量为10万～30万。


3.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为10万～40万。


4.根据权利要求1所述的PPC与PBAT复合材料，其特征在于，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中己二酸丁二醇酯所对应的重复单元与对苯二甲酸丁二酯所对应的重复单元的摩尔比为(1:3)～(3:1)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新苗，于彦存，韩常玉，
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