一种聚乳酸组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸组合物及其制备方法，该聚乳酸为0.1％～99.9％含生物基酸链段的聚乳酸和0.1％～99.9％含醇链段的聚乳酸的组合物，该聚乳酸组合物具有良好的加工性能和降解性能。和降解性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚乳酸组合物及其制备方法，该组合物具有良好的加工性能和降解性能

技术介绍

[0002]聚乳酸(简称PLA)是一种性能优良的生物可降解聚酯，在食品包装、纺织、生物医药等方面都具有很好的应用前景。工业上聚乳酸的加工改性过程中，通常需要与其他组分进行熔融共混，以满足其应用场景。但是，由于聚乳酸存在着热敏性特点，高温下易发生热降解，会导致力学性能下降和颜色变差，因此需要合适的熔融温度，以改善其加工性。此外，聚乳酸的生物降解性是由于其分子链中存在着对水和热都比较敏感的酯键，在高温有氧及潮湿环境下，酯键断开发生不同程度的降解，然后进一步被细菌等利用最终变成水和二氧化碳。但是，聚乳酸的降解性不易直接调节，在堆肥条件下，降解周期仍然可以长达3
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6个月。如果是填埋进入土壤，则可能需要几年的时间才能完全降解。对于一些对降解性要求较快的应用需求，如可降解地膜，需要进一步提高降解性。
[0003]专利CN 111234482 A公开了聚乳酸/纳米玉石粉混合料的制备方法，可以避免聚乳酸熔融混合时的热降解及变色，但是需要使用高速混合装置，对设备要求较高，同时纳米玉石粉的加入，不可避免地会使得聚乳酸的脆性加剧，不利于力学性能。专利CN 105368020 B公开了一种防滴灌带灼伤用可降解地膜，通过引入聚乙二醇等熔融共混，增加聚乳酸的亲水性，加快降解速率，但步骤较为繁琐。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对现有聚乳酸加工温度高导致高温下易发生热降解和生物降解性不易直接调节的问题，提供一种聚乳酸组合物，该聚乳酸组合物熔融温度可调，具有良好的加工性能，并且具有很好的生物降解性。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供所述的聚乳酸组合物的制备方法，涉及的含生物基酸链段的聚乳酸和含醇链段的聚乳酸的组合物是在同一体系中合成得到的，工艺简单，组合物的熔融温度和生物降解性可以通过控制生物基酸和醇混合物中酸和醇的比例进行调节，从而获得合适的加工温度和生物降解性，降解性的提高主要源于生物基酸的引入，并且对环境完全无害。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种聚乳酸组合物，包括如下组分：含生物基酸链段的聚乳酸和含醇链段的聚乳酸，由于生物基酸和醇均可以引发丙交酯开环聚合，因而通过生物基酸和醇混合物引发剂中酸和醇的比例可以控制生物基酸链段的聚乳酸和含醇链段的聚乳酸的比例，进而获得合适的加工温度和生物降解性。
[0008]本专利技术中，基于聚乳酸组合物的质量，含生物基酸链段聚乳酸的含量为0.1％
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99.9％，优选为20％
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40％。
[0009]本专利技术中，基于聚乳酸组合物的质量，含醇链段聚乳酸的含量为0.1％
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99.9％，优选为60％
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80％。
[0010]本专利技术还涉及该聚乳酸组合物的制备方法，所述制备方法包含以下步骤：(1)将生物基酸和醇在室温下混合；(2)以生物基酸和醇混合物为引发剂在催化剂作用下引发丙交酯聚合；(3)聚合物在高温高真空下进行脱挥，得到最终聚乳酸组合物。
[0011]本专利技术中，所述的生物基酸为甲酸、乙酸、丙酮酸、富马酸、乳酸、丁二酸、2
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羟基丁酸和2
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羟基戊酸的一种或多种，优选为2
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羟基丁酸和2
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羟基戊酸的一种或多种。
[0012]本专利技术中，所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异辛醇、1,4
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丁二醇、1,2
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乙二醇、新戊二醇、1,5
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戊二醇、1,6
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己二醇、1,3
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丙二醇、2
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甲基
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1,3
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丙二醇、异山梨醇、1,4
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环己烷二甲醇中的一种或多种，优选为1,4
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丁二醇。
[0013]本专利技术中，所述丙交酯选自L
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丙交酯、D
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丙交酯和内消旋丙交酯中的一种或多种。
[0014]本专利技术中，所述催化剂选自有机金属化合物或有机碱，优选有机金属化合物；优选地，所述有机金属化合物选自有机锡化合物、有机铝化合物和有机锌化合物中的一种或多种；所述有机碱为有机胍或席夫碱催化剂的一种或多种。
[0015]本专利技术中，基于丙交酯的质量，所述生物基酸和醇混合物引发剂的质量分数为500
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3000ppm，优选1500
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1680ppm，所述生物基酸和醇混合物中，基于混合物，生物基酸的摩尔分数为0.1％～99.9％，优选为20％
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40％，醇的摩尔分数0.1％～99.9％，优选为60％
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80％；所述催化剂基于丙交酯的质量分数为50
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400ppm，优选100
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200ppm。
[0016]本专利技术中，生物基酸和醇的混合温度为室温，混合时间无要求，只要能达到混合均匀的效果即可；和/或，生物基酸和醇混合物引发丙交酯聚合的反应温度为180
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200℃，优选为180
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190℃，反应时间为90～150min，优选120～150min；和/或，聚合物脱挥温度为180
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210℃，优选为190
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200℃，真空小于100Pa，脱挥时间为30～60min，优选40～50min。
[0017]与现有技术相比，本专利技术技术方案积极效果为：
[0018](1)本专利技术中涉及的聚乳酸组合物中含生物基酸链段的聚乳酸和含醇链段的聚乳酸在同一体系中合成，工艺简单，相容性好。
[0019](2)由于含生物基酸链段的聚乳酸和含醇链段的聚乳酸在分子结构上微观差异，能够调节结晶性，降低加工温度。
[0020](3)含生物基酸链段的聚乳酸和含醇链段的聚乳酸组合后能够有效调节聚乳酸组合物整体的生物降解性，降解性的提高主要源于生物基酸链段对降解的促进作用，并且对环境完全无害，得到的聚乳酸组合物具有良好的加工性能和生物降解性能。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，需要说明的是，实施例仅用于说明本专利技术，并不构成对本专利技术要求保护范围的限制。
[0022]L
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丙交酯和D
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丙交酯均购自Corbin，为工业级，其他原料均为市售，纯度为分析纯。本专利技术所用设备和方法均为本领域通用的设备和方法。
[0023]拉伸性能：拉伸性能采用力学试验机(Instron 5960)，按GB/T 1040.2
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2006规定进行，采用1A形试样，试验速度为50mm/min。
[0024]熔融温度(T
m
)：使用P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸组合物，其特征在于，包括如下组分：基于聚乳酸组合物的总质量，0.1％～99.9％含生物基酸链段的聚乳酸，优选为20％
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40％，0.1％～99.9％含醇链段的聚乳酸，优选为60％
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80％。2.如权利要求1所述的聚乳酸组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：(1)将生物基酸和醇在室温下混合；(2)以生物基酸和醇混合物为引发剂在催化剂作用下引发丙交酯聚合；(3)聚合物在高温高真空下进行脱挥，得到最终聚乳酸组合物。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的生物基酸为甲酸、乙酸、丙酮酸、富马酸、乳酸、丁二酸、2
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羟基丁酸和2
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羟基戊酸的一种或多种，优选为2
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羟基丁酸和2
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羟基戊酸的一种或多种。4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异辛醇、1,4
‑
丁二醇、1,2
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乙二醇、新戊二醇、1,5
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戊二醇、1,6
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己二醇、1,3
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丙二醇、2
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甲基
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1,3
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丙二醇、异山梨醇、1,4
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环己烷二甲醇中的一种或多种，优选为1,4
‑
丁二醇。5.如权利要求2
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述丙交酯选自L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨龙，高梦云，蒋旭敏，王喜蒙，陈建旭，钱靖，胡江林，麻宁，王磊，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：