含膦聚合物及包含此含膦聚合物的聚乳酸材料制造技术

本发明专利技术提供一种含膦聚合物，具有化学式（Ｉ）：其中Ｒ２＝－ＯＣＨ３或－ＯＣＨ２ＣＨ３；Ｒ３＝－ＣＨ３；ａ＝２～２０；ｂ＝１～８；ｃ＝１～５；以及ｄ＝２～６。本发明专利技术另提供一种包含此含膦聚合物的聚乳酸材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种聚合物，特别是涉及一种含膦聚合物及包含此含膦聚合物的聚乳酸材料。
技术介绍
由于以石化原料所生产出的各种通用聚合物(例如PET、 Nylon、 PP、 polystyrene 等)于大量使用后已造成严重的河川沟渠阻塞等环境破坏及众多污染问题，故以生物可分 解性材料替代上述通用聚合物已成为近来重要研究议题。而近期又因大陆、印度、东欧等国 家经济情况转好，生活水准提高，对石油及其相关产品的需求大幅增加，导致全球地底石油 存量快速枯竭，使得近期石油及其相关产品价格急速高涨，因此使用以天然材质(例如大 豆、玉米、甘蔗、稻米、大麦等)配合生物技术来生产基本原料的生质制备过程，也成为目前 快速成长的研究领域。 以生质制备过程得到的原料再经加工制造的产品，并非都是生物可降解材料，然 而聚乳酸(PLA)是以生质制备过程制造，其产品也为生物可降解材料，再加上Cargill等公 司相继大力投入，截至目前，聚乳酸的售价已接近尼龙，未来有机会与PET相当。因此，对已 知生物可降解性材料或生质材料的商品化，短期内仍以PLA最具优势。目前，PLA已广泛使 用于生物医药、农业、衣着、家饰、日常生活用器具、包装材料等方面。 然而，聚乳酸(PLA)在实用上会遇到例如脆性、容易裂解及加工性不佳等缺点。熔 融热加工时，相对于一般常见的聚合物，例如PET、 Nylon、 PE、 PP等，PLA分子量的下降幅 度非常剧烈，经常可达35 60%， S卩加工制备过程后/制备过程前的分子量=65 40% (Mw/Mw)，印度Bhuvanesh Gupta等人于Prog. Polym. Sci. 32 (2007) 455的review有详细的 报导，此现象非常不利于产品稳定及品质的控制。而目前许多厂商进行纺织、塑料、薄膜方 面的加工性改良时也正面临此一问题，急切需要深入了解问题的原因及解决之道。同样地， 未来将陆续开发的共聚乳酸也面临此一问题，且比纯聚乳酸更为严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于基本上克服现有技术的种种缺陷，从而提供一种可有效提升 PLA在热加工时的抗热裂解性、并与PLA的兼容性佳的含膦聚合物；添加了本专利技术的含膦聚 合物的PLA在加工过程中分子量的下降幅度较小，而且以高含量的本专利技术含膦聚合物混掺 的聚乳酸混掺物具有阻燃特性。 本专利技术的一实施例，提供一种含膦聚合物(phosphine-based polymer)，具有化学式(I): <formula>formula see original document page 4</formula> 本专利技术的一实施例，提供一种聚乳酸材料，包括聚乳酸；以及上述含膦聚合物。 本专利技术包含月粦(phosphine)结构的含膦聚合物(phosphine-based polymer) 与聚乳酸(PLA)混掺加工时，可有效抑制PLA分子量下降的问题。而此含膦聚合物因包 含PLA的化学结构，因此与PLA具有极佳兼容性，可降低混掺后化合物外漏的问题。另 由于此含膦聚合物的沸点高，也不会产生如一般常用单体化合物三壬基苯基磷(TNPP， trinonylphenyl phosphine)挥发外漏的问题。此外，由于本专利技术含膦聚合物不包含壬基苯 酚(nonylphenol)类化合物，与常用的含壬基苯酚类化合物的TNPP相较，可视为一环保型 可塑剂。 因此，本专利技术含膦聚合物除可有效提升PLA于加工时的抗热裂解性外，其与PLA的 兼容性佳且为一环保型的可塑剂。值得注意的是，添加此含膦聚合物的PLA于塑料及纺丝 加工制备过程后/制备过程前的分子量》80% (Mw/Mw)。此外，以高含量(10wt% )的本发 明含膦聚合物与聚乳酸(PLA)混掺后的混掺物可具有阻燃特性(火焰离开后，具有自熄现 象)。 为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例作详 细说明如下具体实施例方式本专利技术的一实施例提供一种含膦聚合物，具有化学式(I) 〇PzV0O、 在化学式(I)中，3(I)CO\ 1}、 2o R\ 、p-o_-z--o\4<formula>formula see original document page 5</formula>R3 = _CH3， a = 2 20， b = 1 8， c = 1 5，以及d = 2 6。 本专利技术的一实施例提供一种聚乳酸材料，包括聚乳酸以及上述含膦聚合物。 上述含膦聚合物对聚乳酸材料的重量百分比大体介于0. 05 10%，优选2 3%。本专利技术聚乳酸材料中还包括例如由二氧化硅、二氧化钛、二氧化锌或二氧化锆所构成 的无机纳米颗粒或其类似物。 含膦聚合物于聚乳酸材料中的重量百分比大体介于0. 05 10%。无机纳米颗粒 于聚乳酸材料中的重量百分比大体介于0.05 10%。聚乳酸于聚乳酸材料中的重量百分 比大体介于80 99. 9%。 本专利技术包含膦结构的含膦聚合物与聚乳酸(PLA)混掺加工时，可有效抑制PLA分 子量下降的问题。而此含膦聚合物因包含PLA的化学结构，因此与PLA具有极佳兼容性，可 降低混掺后化合物外漏的问题。另由于此含膦聚合物的沸点高，也不会产生如传统单体化 合物TNPP挥发外漏的问题。此外，由于本专利技术含膦聚合物不包含壬基苯酚化合物，与传统 TNPP相较，可视为一环保型可塑剂。 因此，本专利技术含膦聚合物除可有效提升PLA于加工时的抗热裂解性外，其与PLA的 兼容性佳且为一环保型的可塑剂。值得注意的是，添加此含膦聚合物的PLA于塑料及纺丝 加工制备过程后/制备过程前的分子量之80% (Mw/Mw)。此外，以高含量(10wt% )本发 明含膦聚合物与聚乳酸(PLA)混掺后的混掺物可具有阻燃特性(火焰离开后，具有自熄现 象)。 本专利技术的一实施例提供一含膦聚合物的制备方法，包括混合一具有化学式(II) 的化合物与(R20)PC12(R2 = -OCH3或-OCH2CH3)于例如氯仿、二氯乙烷或四氢呋喃(THF)的 溶剂中，并在例如三乙胺、卩比啶(pyridine)或二异丙基乙胺(diisopropyl ethylamine)催 化剂的作用下，于室温至40°C的温度区间反应大约5小时，即制备完成一含膦聚合物。上述 催化剂添加量与具有式(II)的化合物的摩尔比为1. 5至2. 5。 <formula>formula see original document page 5</formula>式(II)中，R3 = _CH3， b = 1-8， c = 1-5，以及d = 2-6。实施例1式(II)化合物的制备(R3 = _CH3， d = 6，单体为己二醇(HDO)) 首先，将0. 75mol的乳酸甲酯与0. 125mol的己二醇(HD0)加入250毫升的反应瓶 中，并加入O. 3mol^的四己基锡(TBT)。之后，利用油浴升温至14(TC，反应4小时(每小时 均取样)，同时进行蒸馏，收集蒸出液。接着，升温至18(TC，反应2小时并取样。之后，降回 14(TC进行蒸馏并收集蒸出液。接着，升温至20(TC，反应2小时并取样。之后，降回14(TC 进行蒸馏并收集蒸出液。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含膦聚合物，具有化学式（Ⅰ）：　　＊＊＊　（Ⅰ）　　其中　　Ｒ↓［１］＝＊＊＊；　　Ｒ↓［２］＝－ＯＣＨ↓［３］或－ＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［３］；　　Ｒ↓［３］＝－ＣＨ↓［３］；　　ａ＝２～２０；　　ｂ＝１～８；　　ｃ＝１～５；以及　　ｄ＝２～６。

【技术特征摘要】
一种含膦聚合物，具有化学式(I)其中R2＝-OCH3或-OCH2CH3；R3＝-CH3；a＝2～20；b＝1～8；c＝1～5；以及d＝2～6。F2008101866735C0000011.tif,F2008101866735C0000012.tif2. 根据权利要求1所述的含膦聚合物，其中b = 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏腾芳，邓克立，陈俊智，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]