聚羟基烷酸酯组合物及其应用和热塑成型体制造技术

本发明专利技术涉及聚羟基烷酸酯材料技术领域，具体公开了一种聚羟基烷酸酯组合物及其应用和热塑成型体。所述聚羟基烷酸酯组合物包括聚羟基烷酸酯和黄度调节剂，所述黄度调节剂为至少一种硅油或改性硅油类化合物。所述黄度调节剂可以有效抑制成型体热加工后的黄色指数YI升高，同时还能抵消热加工后造成的热降解，提升成型体的韧性。由本发明专利技术提供的组合物制备的聚羟基烷酸酯热塑成型体，具有较低的黄度、较好的韧性，拓宽了聚羟基烷酸酯的应用范围。拓宽了聚羟基烷酸酯的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
聚羟基烷酸酯组合物及其应用和热塑成型体


[0001]本专利技术涉及聚羟基烷酸酯材料
，尤其是涉及一种聚羟基烷酸酯组合物及其应用和热塑成型体。

技术介绍

[0002]聚羟基烷酸酯（PHAs或称PHA）是很多微生物合成的一种细胞内聚羟基脂肪酸酯，是一种天然的高分子生物材料。聚羟基烷酸酯的大多数单体是链长3~14个碳原子的3
‑
羟基脂肪酸，其侧链是高度可变的饱和或不饱和、直链或支链、脂肪族或芳香族的基团，组成结构的多样性带来性能的多样化，使其在应用中具有明显的优势。同时，聚羟基烷酸酯是一种生物基来源且在海洋环境中可生物降解的聚合物，能够解决废弃塑料引起的环境问题，且具有优异的生物相容性和机械性能，因此可以被加工成各类的成型体，如薄膜、吸管、餐具、医疗支架、日用产品等。
[0003]聚羟基烷酸酯的热稳定性较差，在热塑加工制备各类成型体的过程中，存在黄色指数（YI，也称作黄度指数，用来表征无色透明、半透明或近白色的高分子材料发黄的程度）升高的问题，由于成型体受黄度的影响，应用广泛性受到限制，尤其是对颜色要求比较高的成型体制品。然而，目前鲜有改善聚羟基烷酸酯热加工后黄色指数（YI）升高的技术方案。同时由于加工过程中热降解程度大，导致聚羟基烷酸酯的分子量大幅下降，熔体质量流动速率（MFR）升高且韧性变差等问题，使得制备的各类成型体的综合性能差，对加工或者使用过程造成极大的影响。现有技术中，为解决聚羟基烷酸酯在热塑加工后韧性变差、分子量降低的问题，通常使用共聚、添加增韧剂、扩链剂、交联剂等方法改善聚合物热加工后韧性变差，熔体质量流动速率（MFR）变大的问题。由于改变韧性或增大聚合物分子量的技术方案中需要使用有机溶剂、反应催化剂、扩链剂等，往往存在加工设备复杂、加工方式不易控制等问题。
[0004]因此，为制备品质更好的聚羟基烷酸酯树脂产品，亟需降低聚羟基烷酸酯树脂的黄度，改善聚合物热加工后韧性和热降解程度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种聚羟基烷酸酯组合物。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种硅油或改性硅油类化合物在改善聚羟基烷酸酯热塑成型体黄度方面的应用。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供一种聚羟基烷酸酯热塑成型体，由上述聚羟基烷酸酯组合物制备得到。
[0008]本专利技术的目的之四在于提供一种上述聚羟基烷酸酯组合物在制备聚羟基烷酸酯热塑成型体中的应用。
[0009]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种聚羟基烷酸酯组合物，包括：
[0011]聚羟基烷酸酯，以及
[0012]黄度调节剂，其中所述黄度调节剂为至少一种通式I表示的硅油或改性硅油类化合物；
[0013]通式I
[0014]其中，R为烃基，如C1
‑
C20烷基、C6
‑
C18芳基，优选甲基、乙基、苯基等；
[0015]R'选自氢、C1
‑
C20烷基、C6
‑
C18芳基、碳官能基、聚醚链等；
[0016]X选自氢、C1
‑
C20烷基、C6
‑
C18芳基、C2
‑
C20烯基、C1
‑
C20烷氧基、羟基、乙酰氧基、氨基、含卤基团（如含氯基团、含氟基团）、碳官能基、聚醚链等；其中，所述碳官能基是指带有活性官能团的烃基，如氨烃基、环氧烃基、巯烃基、氰烃基、羧烃基、羟烃基及氟烃基等；
[0017]n为0以上的整数；
[0018]m为0以上的整数。
[0019]以下将详细说明聚羟基烷酸酯组合物中包含的示例性组分。
[0020]聚羟基烷酸酯
[0021]所述聚羟基烷酸酯可以为单独一种聚合物，也可以为两种以上聚合物的组合。其中每种聚合物的聚合单体可以为一种或多种（即聚合物中结构单元为一种或多种）。
[0022]具体而言，任一种聚合物含有以下通式II表示的结构单元：
[0023][CHR1(CH2)
x
COO] 通式II
[0024]其中，R1为C
p
H
2p+1
所示的烷基，p为1~15的整数，优选为1~10的整数，更优选为1~8的整数；作为R1，可列举例如：甲基、乙基、丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等直链或支链状的烷基；
[0025]x为1，2或3。
[0026]当x=1时，通式II表示3
‑
羟基烷酸酯结构单元；当x=2时，通式II表示4
‑
羟基烷酸酯结构单元；当x=3时，通式II表示5
‑
羟基烷酸酯结构单元。其中，3
‑
羟基烷酸酯结构单元和4
‑
羟基烷酸酯结构单元较为常见，如3
‑
羟基丁酸酯结构单元（以下有时称为3HB）、4
‑
羟基丁酸酯结构单元（以下有时称为4HB）。
[0027]优选地，所述聚羟基烷酸酯包括至少一种聚(3
‑
羟基烷酸酯)。
[0028]进一步地，所述聚(3
‑
羟基烷酸酯)为仅包含3
‑
羟基丁酸酯结构单元的聚（3
‑
羟基丁酸酯）均聚物，或者为包含3
‑
羟基丁酸酯结构单元和其他羟基烷酸酯结构单元的聚（3
‑
羟基丁酸酯）共聚物。
[0029]本专利技术所述聚羟基烷酸酯的制造方法没有特殊限制，可以是利用化学合成的制造方法，也可以是利用微生物的制造方法。
[0030]研究表明，本专利技术的黄度调节剂可调节具有不同结构单体的聚羟基烷酸酯制备的成型体的黄度，或调节多种聚羟基烷酸酯混合物制备的成型体的黄度。本专利技术所述聚羟基烷酸酯特别优选由微生物产生的聚羟基烷酸酯，在由微生物产生的聚羟基烷酸酯中，3
‑
羟基烷酸酯结构单元全部以(R)3
‑
羟基烷酸酯结构单元的形式含有。其中，聚（3
‑
羟基烷酸酯）
中，包括3
‑
羟基丁酸酯结构单元与其他羟基烷酸酯结构单元的共聚聚合物，且在所述聚（3
‑
羟基烷酸酯）中，所述3
‑
羟基丁酸酯结构单元与其他羟基烷酸酯结构单元的平均含有比率为50/50～99/1(摩尔%/摩尔%)；在聚羟基烷酸酯原料为两种以上聚羟基烷酸酯的混合物的情况下，平均含有比率是指混合物整体中所含的各单体的摩尔比。
[0031]进一步地，所述其他羟基烷酸酯结构单元包括：3
‑
羟基丙酸酯、3
‑
羟基戊酸酯、3
‑
羟基己酸酯、3
‑
羟基庚酸酯、3
‑
羟基辛酸酯、3
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羟基壬酸酯、3
‑
羟基癸酸酯、3
‑
羟基十一烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种聚羟基烷酸酯组合物，其特征在于，包括：聚羟基烷酸酯，以及黄度调节剂，其中所述黄度调节剂为至少一种通式I表示的硅油或改性硅油类化合物；通式I其中，R为烃基；R'选自氢、C1
‑
C20烷基、C6
‑
C18芳基、碳官能基、聚醚链；X选自氢、C1
‑
C20烷基、C6
‑
C18芳基、C2
‑
C20烯基、C1
‑
C20烷氧基、羟基、乙酰氧基、氨基、含卤基团、碳官能基、聚醚链；其中，所述碳官能基包括氨烃基、环氧烃基、巯烃基、氰烃基、羧烃基、羟烃基及氟烃基；n为0以上的整数；m为0以上的整数。2.根据权利要求1所述的聚羟基烷酸酯组合物，其特征在于，所述黄度调节剂的添加量为所述聚羟基烷酸酯质量的0.01%
‑
20%。3.根据权利要求1所述的聚羟基烷酸酯组合物，其特征在于，所述黄度调节剂在25℃的运动粘度为20cSt
‑
30000cSt。4.根据权利要求1所述的聚羟基烷酸酯组合物，其特征在于，所述黄度调节剂为选自甲基硅油、烃基改性硅油、聚醚改性硅油、含氢改性硅油、含氰硅油、羟基改性硅油、烷氧基封端改性硅油、环氧基改性硅油、氨基改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基改性硅油、聚有机硅氧烷
‑
聚醚嵌段共聚改性硅油、烷基与聚醚改性硅油、烷基醚聚醚硅油、环氧基聚醚改性硅油、氨基聚醚嵌段硅油、甘油醚基硅油、磷酸酯基硅油、糖基聚醚硅油和甜菜碱基硅油中的至少一种。5.根据权利要求4所述的聚羟基烷酸酯组合物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李生辉，马志宇，徐勇，马一鸣，张婷，李腾，张浩千，
申请(专利权)人：江苏蓝素生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：