一种环保可降解改性聚乳酸及其制备方法技术

本申请涉及一种环保可降解改性聚乳酸，包括如下组分：聚乳酸、聚乙二醇、葡萄糖酸内酯、1,4

【技术实现步骤摘要】
一种环保可降解改性聚乳酸及其制备方法


[0001]本申请涉及聚乳酸的
，尤其是涉及一种环保可降解改性聚乳酸及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸是由乳酸直接缩聚或乳酸二聚体丙交酯开环聚合而形成的线性热塑性高分子，具有优良的机械性能、热塑性、生物相容性和可降解性，在可控释材料、生物医用材料、组织工程材料以及包装材料等领域具有广阔的应用前景。
[0003]目前，公开号为CN101622310A的中国专利公开了一种聚乳酸组合物，含有聚乳酸(A成分)、碳二亚胺(B成分)及磷酸酯金属盐(C成分)的组合物及其成型品，提供结晶性、湿热稳定性及熔融稳定性优异的聚乳酸组合物。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为目前的纯聚乳酸材料仍存在质脆而韧性差的缺点，难以适应在薄膜、容器和瓶盖等包装材料方面的性能要求，因此仍有待改进。

技术实现思路

[0005]为了改善聚乳酸的质脆和韧性差的缺点，本申请提供一种环保可降解改性聚乳酸及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种环保可降解改性聚乳酸采用如下的技术方案：
[0007]一种环保可降解改性聚乳酸，包括如下重量份数的组分：
[0008]50
‑
60份聚乳酸；
[0009]6‑
8份聚乙二醇；
[0010]10
‑
12份葡萄糖酸内酯；
[0011]4‑
5份1,4
‑
环己二烯
‑
1,2
‑
二羧基酸酐；
[0012]0.6
‑
0.8份催化剂；
[0013]8‑
10份溶剂。
[0014]通过采用上述技术方案，低分子量的聚乙二醇与聚乳酸有很好的相容性，二者共混、共聚后可有效改善聚乳酸的亲水性和力学性能；含有较多羟基的葡萄糖酸内酯与聚乳酸和聚乙二醇的共聚产物相容性高，1,4
‑
环己二烯
‑
1,2
‑
二羧基酸酐的酸酐基团与葡萄糖酸内酯的羟基反应，生成一个酯基和羧基，生成的羧基进一步与葡萄糖酸内酯的羟基发生脱水的酯化反应，可形成分子内酯键交联，同时在高温加工过程中还可进一步发生酯交换反应从而达到改性聚乳酸的韧性的目的，改善聚乳酸材料的脆性以满足包装材料的性能需求。
[0015]优选的，按重量份数计，还包括2
‑
3份改性剂。
[0016]优选的，所述改性剂包括如下重量份数的组分：
[0017]6‑
9份乙酰柠檬酸三正丁酯；
[0018]3‑
5份海藻酸；
[0019]0.05
‑
0.12份对甲苯磺酸。
[0020]通过采用上述技术方案，具有增塑效果的乙酰柠檬酸三正丁酯为主成分改善聚乳酸的脆性，提高韧性和拉伸性能；进一步添加含有较多羟基和羧基的海藻酸，增加亲水性，在对甲苯磺酸的催化下，海藻酸与乙酰柠檬酸三正丁酯发生酰基化反应达到改性作用，与聚乳酸共混后，进一步改善聚乳酸的韧性和降解性能。
[0021]优选的，按重量份数计，所述对甲苯磺酸的用量为乙酰柠檬酸三正丁酯的1.2％。
[0022]优选的，按重量份数计，还包括1
‑
2份1,12
‑
十二烷二醇。
[0023]通过采用上述技术方案，聚乳酸由于侧链上含有甲基，导致亲水性和空间位阻较差，通过柔性长碳链1,12
‑
十二烷二醇的添加有助于增加链柔顺性，降低聚乳酸的刚性；且当1,12
‑
十二烷二醇中的羟基发生迁移，形成的微小缝隙可增大聚乳酸与水的接触面积，增加水分子进攻聚乳酸的酯键与亲水基的能力，改进聚乳酸亲水性以促进水解发生，辅助提高聚乳酸的降解速率。
[0024]优选的，所述催化剂包括0.3
‑
0.4份4
‑
二甲氨基吡啶和0.3
‑
0.4份固体酸催化剂树脂；所述溶剂为四氢呋喃。
[0025]通过采用上述技术方案，采用复合催化剂可针对不同反应起到更好的催化效果。
[0026]第二方面，本申请提供一种环保可降解改性聚乳酸的制备方法，采用如下的技术方案：
[0027]一种环保可降解改性聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：
[0028]将葡萄糖酸内酯、1,4
‑
环己二烯
‑
1,2
‑
二羧基酸酐和溶剂混合均匀，再加入催化剂，升温至80
‑
90℃，搅拌反应1
‑
2h，得产物A；
[0029]将聚乳酸和聚乙二醇溶解于70
‑
80份三氯甲烷中，在60
‑
70℃下磁力搅拌1
‑
1.5h；然后加入产物A，继续升温至70
‑
80℃搅拌反应2
‑
3h；然后在70
‑
75℃下放置1
‑
1.5h待三氯甲烷和溶剂挥发，得到改性聚乳酸产物。
[0030]优选的，还包括如下步骤：
[0031]改性剂的制备：将3
‑
5份海藻酸溶解于6
‑
8份0.1mol/L的氢氧化钠溶液中制得海藻酸溶液；再将6
‑
9份乙酰柠檬酸三正丁酯和0.05
‑
0.12份对甲苯磺酸混合，在60
‑
70℃下滴加海藻酸溶液，滴加结束后缓慢升温至85
‑
90℃搅拌50
‑
60min，得到改性剂；
[0032]加入产物A后，继续加入2
‑
3份改性剂和1
‑
2份1,12
‑
十二烷二醇，升温至70
‑
80℃搅拌反应2
‑
3h；然后在70
‑
75℃下放置1
‑
1.5h待三氯甲烷和溶剂挥发，得到改性聚乳酸产物。
[0033]综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
[0034]1.低分子量的聚乙二醇与聚乳酸有很好的相容性，二者共混、共聚后可有效改善聚乳酸的亲水性和力学性能；含有较多羟基的葡萄糖酸内酯与聚乳酸和聚乙二醇的共聚产物相容性高，1,4
‑
环己二烯
‑
1,2
‑
二羧基酸酐的酸酐基团与葡萄糖酸内酯的羟基反应，生成一个酯基和羧基，生成的羧基进一步与葡萄糖酸内酯的羟基发生脱水的酯化反应，可形成分子内酯键交联，同时在高温加工过程中还可进一步发生酯交换反应从而达到改性聚乳酸的韧性的目的，改善聚乳酸材料的脆性以满足包装材料的性能需求；
[0035]2.具有增塑效果的乙酰柠檬酸三正丁酯为主成分改善聚乳酸的脆性，提高韧性和拉伸性能；进一步添加含有较多羟基和羧基的海藻酸，增加亲水性，在对甲苯磺酸的催化下，海藻酸与乙酰柠檬酸三正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保可降解改性聚乳酸，其特征在于：包括如下重量份数的组分：50
‑
60份聚乳酸；6
‑
8份聚乙二醇；10
‑
12份葡萄糖酸内酯；4
‑
5份1,4
‑
环己二烯
‑
1,2
‑
二羧基酸酐；0.6
‑
0.8份催化剂；8
‑
10份溶剂。2.根据权利要求1所述的一种环保可降解改性聚乳酸，其特征在于：按重量份数计，还包括2
‑
3份改性剂。3.根据权利要求2所述的一种环保可降解改性聚乳酸，其特征在于：所述改性剂包括如下重量份数的组分：6
‑
9份乙酰柠檬酸三正丁酯；3
‑
5份海藻酸；0.05
‑
0.12份对甲苯磺酸。4.根据权利要求3所述的一种环保可降解改性聚乳酸，其特征在于：按重量份数计，所述对甲苯磺酸的用量为乙酰柠檬酸三正丁酯的1.2％。5.根据权利要求1所述的一种环保可降解改性聚乳酸，其特征在于：按重量份数计，还包括1
‑
2份1,12
‑
十二烷二醇。6.根据权利要求1所述的一种环保可降解改性聚乳酸，其特征在于：所述催化剂包括0.3
‑
0.4份4
‑
二甲氨基吡啶和0.3
‑
0.4份固体酸催化剂树脂；所述溶剂为四氢呋喃。7.权利要求1所述的一种环保可降解改性聚乳酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将葡萄糖酸内酯、1,4
‑
环己二烯
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周益申，林骏，
申请(专利权)人：温州市隆昌塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：