嵌段共聚物制造技术

本发明专利技术提供一种可生物降解同时具有优异的机械性能的嵌段共聚物。的机械性能的嵌段共聚物。的机械性能的嵌段共聚物。

【技术实现步骤摘要】
嵌段共聚物
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请日为2018年12月31日，申请号为201880028909.4，专利技术名称为“嵌段共聚物”。


[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请基于并且要求于2018年1月5日提交的韩国专利申请No.10
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2018
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0001716的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
[0004]本专利技术涉及一种可生物降解同时具有优异的机械性能的嵌段共聚物。

技术介绍

[0005]聚乳酸(PLA)树脂是从诸如玉米等的植物中得到的来自植物的树脂，并且具有可生物降解性能。与现有的石油类树脂，如聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯(PVC)树脂、聚乙烯树脂等不同，它抑制石油类资源的消耗并且排放较少的二氧化碳气体，从而减少环境污染，这是石油类塑料产品的缺点。随着由废弃塑料等引起的环境污染已经引起社会问题，已经努力将聚乳酸的应用扩展至各种领域，包括已经应用常规塑料(石油类树脂)的食品包装材料和容器、电子产品的外壳等。
[0006]然而，与现有石油类树脂相比，聚乳酸树脂具有差的抗冲击性和耐热性，因此，在有限的应用中使用。此外，聚乳酸树脂由于断裂伸长率差而表现出脆性，这是通用树脂的限制。
[0007]因此，在现有技术中，通过将聚乳酸与具有可生物降解性和相对优异的断裂伸长率的材料，如PBS(聚(琥珀酸丁二醇酯))和PBAT(聚(己二酸丁二醇酯
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共聚
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对苯二甲酸酯))混配，或者通过由其形成嵌段共聚物来进行改善物理性能的研究。然而，由于PBS和PBAT具有低的拉伸强度，因此，存在化合物或嵌段共聚物也具有低的拉伸强度的问题。

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]本专利技术提供一种乳酸类嵌段共聚物，其具有优异的机械性能如拉伸强度和断裂伸长率，同时保持环境友好性和可生物降解性。
[0010]技术方案
[0011]根据本专利技术的一个实施方案，提供一种由下面化学式1表示的嵌段共聚物。
[0012][化学式1][0013][0014]在化学式1中，
[0015]X1和X2各自独立地是酯键、酰胺键、氨基甲酸酯键、脲键或碳酸酯键，
[0016]L是取代的或未被取代的C1‑
10
亚烷基；取代的或未被取代的C6‑
60
亚芳基；或者含有选自O、N、Si和S中的一个或多个杂原子的取代的或未被取代的C2‑
60
杂亚芳基，
[0017]n和m各自独立地是1至10,000的整数。
[0018]下文中，将更详细地描述根据本专利技术的具体实施方案的嵌段共聚物。
[0019]在本专利技术中，术语“第一”、“第二”等用于描述各个成分，并且这些术语仅用于将特定成分与其它成分区分开。
[0020]根据本专利技术的一个实施方案的嵌段共聚物可以包括：包含乳酸聚合的重复单元的第一嵌段和包含3
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羟基丙酸(下文称为3HP)聚合的重复单元的第二嵌段，其中，所述第一嵌段和所述第二嵌段通过酯键、酰胺键、氨基甲酸酯键、脲键或碳酸酯键彼此连接，因此，3HP可以弥补仅含有聚乳酸的可生物降解树脂的低的断裂伸长率的缺点。
[0021]具体地，根据本专利技术的一个实施方案的嵌段共聚物可以包括第一嵌段，它是由下面化学式3表示的乳酸聚合的重复单元，和第二嵌段，它是由下面化学式4表示的3
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HP
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聚合的重复单元。
[0022][化学式3][0023][0024][化学式4][0025][0026]化学式3的重复单元是聚乳酸(PLA)的重复单元，其中，可以使用任何聚乳酸而没有限制，并且可以使用市售聚乳酸。聚乳酸通常可以由来自L
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乳酸的单体和/或来自D
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乳酸的单体制备，并且还可以包含一定量的不来自L
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乳酸且不来自D
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乳酸的其它单体。有多种制备聚乳酸的方法。最具代表性的已知方法是由乳酸制备的丙交酯的开环聚合。然而，所述方法不限于此，并且聚乳酸也可以通过乳酸的直接缩聚制备。由来自L
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乳酸或D
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乳酸的单体制备的聚乳酸是结晶并且具有高的熔点。然而，当使用来自L
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乳酸或D
‑
乳酸的L
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丙交酯、D
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丙交酯或内消旋丙交酯制备聚乳酸时，其结晶度和熔点可以根据L
‑
丙交酯、D
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丙交酯或内消旋丙交酯的含量自由地控制，并且可以根据用途控制各个成分的含量。
[0027]同时，化学式4的重复单元是聚(3
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羟基丙酸)(下文称为P(3HP))的重复单元，它具有由于优异的机械性能而断裂伸长率高和
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20℃的低玻璃化转变温度(Tg)的优点。因此，当通过P(3HP)和聚乳酸(PLA)的化学键合制备嵌段共聚物时，可以制备具有优异的机械性能和可生物降解性的物质。
[0028]化学式3和化学式4的重复单元可以通过酯键、酰胺键、氨基甲酸酯键、脲键或碳酸酯键彼此连接，具体地，化学式1中的X1和X2可以各自独立地是酯键、酰胺键、氨基甲酸酯键、脲键或碳酸酯键。
[0029]另外，化学式1中的L可以是取代的或未被取代的C1‑
10
亚烷基；取代的或未被取代的C6‑
60
亚芳基；或者含有选自O、N、Si和S中的一个或多个杂原子的取代的或未被取代的C2‑
60
杂亚芳基，并且优选是直链C8亚烷基。
[0030]在化学式1中，n与m的比例可以为1:1至10、1:1.5至9或1:2至8。当第一嵌段与第二嵌段的摩尔比小于1:1时，可以降低嵌段共聚物的断裂伸长率，并且嵌段共聚物会容易断裂。当摩尔比大于1:10时，嵌段共聚物的抗冲击性会降低。
[0031]同时，所述嵌段共聚物可以是由下面化学式2表示的嵌段共聚物。
[0032][化学式2][0033][0034]在化学式2中，L、n和m与上面定义的相同。
[0035]包含第一嵌段和第二嵌段的嵌段共聚物的重均分子量可以为1000g/mol以上、2000g/mol至500,000g/mol、5000g/mol至450,000g/mol或10,000g/mol至350,000g/mol。当嵌段共聚物的重均分子量小于1000g/mol时，嵌段共聚物的断裂伸长率会降低，并且嵌段共聚物会容易断裂。
[0036]所述嵌段共聚物的玻璃化转变温度(Tg)可以根据P(3HP)与PLA的摩尔比而不同。当P(3HP)与PLA的摩尔比为1:1至10时，玻璃化转变温度可以为25℃至40℃，但是不限于此。
[0037]一个实施方案的嵌段共聚物在DSC(差示扫描量热法)图谱中可以具有独特的结晶特性。例如，所述嵌段共聚物可以在DSC图谱中表现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌段共聚物，包含第一嵌段和第二嵌段，其中：所述第一嵌段是乳酸聚合的重复单元；所述第二嵌段是3
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羟基丙酸(3
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HP)聚合的重复单元；并且其中，在DSC(差示扫描量热法)图谱中，所述嵌段共聚物具有在60℃至80℃的熔点(Tm)处的第一峰和在125℃至150℃的熔点(Tm)处的第二峰。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中，所述乳酸聚合的重复单元的数目m为1至10,000的整数，所述3
‑
羟基丙酸聚合的重复单元的数目n为1至10,000的整数。3.根据权利要求2所述的嵌段共聚物，其中，n与m的比例为1:1至1:10。4.根据权利要求2所述的嵌段共聚物，其中，n与m的比例为1:1.5至1:9。5.根据权利要求2所述的嵌段共聚物，其中，n与m的比例为1:2至1:8。6.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中，所述乳酸聚合的重复单元与所述3
‑
羟基丙酸聚合的重复单元的摩尔比为1:0.1至1:1。7.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中，所述乳酸聚合的重复单元与所述3
‑
羟基丙酸聚合的重复单元的摩尔比为1:0.3至1:0.9。8.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中，所述乳酸聚合的重复单元与所述3
‑
羟基丙酸聚合的重复单元的摩尔比为1:0.4至1:0.7。9.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中，所述第一嵌段和所述第二嵌段通过酯键、酰胺键、氨基甲酸酯键、脲键或碳酸酯键彼此连接。10.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中，所述第一嵌段和所述第二嵌段通过基团
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X1–
L
–
X2–
彼此连接，其中，X1和X2各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔祯允，姜惠玉，姜东均，曹泳贤，金在亨，金喆雄，许仁荣，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：