【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚复合物的制备方法，属于生物降解材料。
技术介绍
1、塑料最早出现于1907年，它给人类生活带来巨大的便利，同时也产生了难以处理的塑料垃圾。塑料制品已经成了人们日常生活中不可或缺的东西，塑料袋、塑料餐盒、快递包装袋等一次性塑料制品随处可见。为了处理产生的废弃塑料，1981年人们开始通过焚烧法处理部分塑料废弃物，但是收集难度较大还会造成环境污染。1988年开始人们回收塑料垃圾进行再利用，但是这些废弃塑料回收的难度也比较大。因此需要开发环境友好型的新材料来代替传统塑料。
2、基于以上情况，可降解材料应运而生，其中的典型代表聚乳酸是一种可以完全生物降解的聚合物。聚乳酸的原料主要来源于玉米，木薯等生物质，其制品使用后在堆肥条件下可以完全降解成二氧化碳和水，不产生污染。聚乳酸具有较高的力学强度、透光率和良好的生物相容性，但是存在韧性差、耐热性差等缺点。因此在实际应用时需要对聚乳酸进行改性。
3、目前主要的改性方法主要分为物理改性和化学改性。其中物理改性是通过与其它聚合物材料如pbs、pbat、pcl、pha共混或添加增塑剂、增韧剂达到增塑、增韧和提高耐热性能的目的。与其它聚合物共混的方法存在两种材料之间界面相容性差的问题，通用的解决方法是添加增容剂。专利cn 111534067 b通过添加月桂酸基聚酯类增容剂解决聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯/聚乳酸共混材料的相容性问题。但是增塑剂、增韧剂和增容剂等添加剂的迁移、渗出问题会限制其在绝大多数领域的应用。化学改性是对分子链的结构
4、研究者发现，由于plla和pdla具有相反的旋光性，对映体链段间以氢键连接形成紧密排列的立构晶区，因此将两者混合可以制备一种全新结晶形态的聚乳酸立构复合物(sc-pla)。相比于纯plla或pdla(熔点<180℃)，sc-pla的熔点高达230℃，且结晶速率较快，能够显著地提高聚乳酸材料的耐热性能。但是聚乳酸立构复合物的制备和应用还存在两个问题需要解决：一是立构晶体的形成需要plla和pdla的分子链之间充分接触，在对映体链段间形成氢键。只有低分子量的plla和pdla的分子链容易发生运动，形成立构结晶。但是产品的力学强度差，应用受限。高分子量的plla和pdla黏度极大，分子链难以扩散，不易全部形成立构结晶。通常可以通过加入选择性成核剂使其只生成立构结晶。但是还是面临第二个问题，即sc-pla在熔融后重结晶会先产生均聚物同质结晶而不是共混物立构结晶。
技术实现思路
1、基于以上问题，本专利技术提供了一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法。通过嵌段共聚的方式在聚乳酸(plla和pdla)分子链中引入柔性聚酯多元醇分子链使其具有一定韧性，然后通过熔融共混的方式制备成聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物。聚酯多元醇的引入可以使pla分子链的运动性增强，重结晶后能快速恢复全立构结晶，可用于熔体加工成型。该方法制备的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物具有高韧性和优异的热稳定性，应用范围广泛。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一方面，本专利技术提供一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物，由以下重量份数的组分组成：聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物、聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物，聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物与聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物质量比0.8～1.2：1。
4、另一方面，本专利技术提供一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，所述方法包含以下两个步骤：
5、(1)开环聚合分别制备聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物、聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物；
6、(2)熔融共混制备聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物。
7、所述步骤(1)开环聚合制备聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物包含以下步骤：将左旋丙交酯或右旋丙交酯、催化剂、聚酯多元醇投料，进行开环聚合反应分别得到聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物，之后脱除残留的单体直至单体含量小于0.3wt％。
8、所述步骤(1)中聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物或聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物的投料组分质量组成为：左旋丙交酯或右旋丙交酯60～100份，优选为80～90份，聚酯多元醇0.2～40份，优选为5～10份，催化剂0.01～0.1份，优选为0.01～0.025份。
9、所述步骤(1)中聚酯多元醇的种类为聚己二酸乙二醇酯(aa-eg)、聚己二酸丙二醇酯(aa-pdo)、聚己二酸2-甲基1,3-丙二醇酯(aa-mpo)、聚己二酸1,3-丁二醇酯(aa-bg)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(aa-bdo)、聚己二酸新戊二醇酯(aa-npg)、聚己二酸己二醇酯(aa-hdo)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pta-eg)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(pta-pdo)、聚对苯二甲酸2-甲基1,3-丙二醇酯(pta-mpo)、聚对苯二甲酸1,3-丁二醇酯(pta-bg)、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯(pta-bdo)、聚对苯二甲酸新戊二醇酯(pta-npg)、聚对苯二甲酸己二醇酯(pta-hdo)；优选聚酯多元醇的数均分子量mn＝5035～10061g/mol。
10、所述步骤(1)中催化剂选自辛酸亚锡、氯化亚锡、无水乙酸锌、乳酸锌、乙酰丙酮锆、铋(iii)己酸中的至少一种，优选为辛酸亚锡、氯化亚锡。
11、所述步骤(1)制备共聚物的反应温度为140～200℃，优选为170～190℃；反应时间为2～6小时，优选为3～5小时。
12、所述步骤(1)制备共聚物的脱挥温度170～210℃，优选为190～200℃，真空脱挥压力为绝压1～200pa，优选为1～30pa；脱挥时间为1～4小时，优选为2～3小时。
13、所述步骤(1)制备的聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物或聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物的数均分子量mn＝50000～500000g/mol。
14、步骤(2)熔融共混制备聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物包含以下步骤：将具有分子量大小之比为0.8～1.2：1的聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物按质量比0.8～1.2进行熔融共混。
15、步骤(2)熔融混合制备聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的温度为190～240℃，熔融混合时间为2～6小时。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
17、(1)通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物，由以下重量份数的组分组成：聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物、聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物，聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物与聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物质量比0.8～1.2：1。
2.如权利要求1所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，所述方法包含以下两个步骤：
3.如权利要求2所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)开环聚合制备聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物包含以下步骤：将左旋丙交酯或右旋丙交酯、催化剂、聚酯多元醇投料，进行开环聚合反应分别得到聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物，之后脱除残留的单体直至单体含量小于0.3wt％。
4.如权利要求3所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物或聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物的投料组分质量组成为：左旋丙交酯或右旋丙交酯60～100份，优选为80～90份，聚酯多元醇0.2～40份，优选为5～10份，催化剂0.01
5.如权利要求3或4所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚酯多元醇的种类为聚己二酸乙二醇酯(AA-EG)、聚己二酸丙二醇酯(AA-PDO)、聚己二酸2-甲基1,3-丙二醇酯(AA-MPO)、聚己二酸1,3-丁二醇酯(AA-BG)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(AA-BDO)、聚己二酸新戊二醇酯(AA-NPG)、聚己二酸己二醇酯(AA-HDO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PTA-EG)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTA-PDO)、聚对苯二甲酸2-甲基1,3-丙二醇酯(PTA-MPO)、聚对苯二甲酸1,3-丁二醇酯(PTA-BG)、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯(PTA-BDO)、聚对苯二甲酸新戊二醇酯(PTA-NPG)、聚对苯二甲酸己二醇酯(PTA-HDO)；优选聚酯多元醇的数均分子量Mn＝5035～10061g/mol。
6.如权利要求3-5任一项所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中催化剂选自辛酸亚锡、氯化亚锡、无水乙酸锌、乳酸锌、乙酰丙酮锆、铋(III)己酸中的至少一种，优选为辛酸亚锡、氯化亚锡。
7.如权利要求3-6任一项所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)制备共聚物的反应温度为140～200℃，优选为170～190℃；反应时间为2～6小时，优选为3～5小时；所述步骤(1)制备共聚物的脱挥温度170～210℃，优选为190～200℃，真空脱挥压力为绝压1～200Pa，优选为1～30Pa；脱挥时间为1～4小时，优选为2～3小时。
8.如权利要求3-7任一项所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)制备的聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物或聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物的数均分子量Mn＝50000～500000g/mol。
9.如权利要求2-7任一项所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)熔融共混制备聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物包含以下步骤：将具有分子量大小之比为0.8～1.2：1的聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物进行熔融共混。
10.如权利要求2-9任一项所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)熔融混合制备聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的温度为190～240℃，熔融混合时间为2～6小时。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物，由以下重量份数的组分组成：聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物、聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物，聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物与聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物质量比0.8～1.2：1。
2.如权利要求1所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，所述方法包含以下两个步骤：
3.如权利要求2所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)开环聚合制备聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物包含以下步骤：将左旋丙交酯或右旋丙交酯、催化剂、聚酯多元醇投料，进行开环聚合反应分别得到聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物，之后脱除残留的单体直至单体含量小于0.3wt％。
4.如权利要求3所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚左旋乳酸-聚酯多元醇共聚物或聚右旋乳酸-聚酯多元醇共聚物的投料组分质量组成为：左旋丙交酯或右旋丙交酯60～100份，优选为80～90份，聚酯多元醇0.2～40份，优选为5～10份，催化剂0.01～0.1份，优选为0.01～0.025份。
5.如权利要求3或4所述的聚乳酸-聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚酯多元醇的种类为聚己二酸乙二醇酯(aa-eg)、聚己二酸丙二醇酯(aa-pdo)、聚己二酸2-甲基1,3-丙二醇酯(aa-mpo)、聚己二酸1,3-丁二醇酯(aa-bg)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(aa-bdo)、聚己二酸新戊二醇酯(aa-npg)、聚己二酸己二醇酯(aa-hdo)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pta-eg)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(pta-pdo)、聚对苯二甲酸2-甲基1,3-丙二醇酯(pta-mpo)、聚对苯二甲酸1...
【专利技术属性】
技术研发人员：周富，胡江林，王雨龙，蒋旭敏，华金星，方文拓，王喜蒙，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：
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