一种高性能ＰＨＡｓ／ＰＢＳ／ＰＬＡ共混合金制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能ＰＨＡｓ／ＰＢＳ／ＰＬＡ共混合金，所述共混合金包括ＰＨＡｓ、ＰＢＳ、ＰＬＡ及其他组分。其中ＰＨＡｓ作为主体，ＰＬＡ作为增强相，ＰＢＳ作为增容相。本发明专利技术公开的共混合金，有更好的相容性，更高的力学性能，可广泛应用于吹膜制品、吹塑制品、挤出制品、注塑制品、发泡制品和纺丝制品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，更具体地说，涉及一种可完全生物降解的共混合金材料。
技术介绍
传统塑料行业消耗大量的石油能源以及带来的“白色污染”已经受到越来越多的 关注，从上个世纪60、70年代以来，人们开始了对生物降解塑料的研究和开发，目前已经有 多种合成生物降解材料(Biodegradable material)问世，有聚羟基烷酸酯(PHAs)、聚乳酸 (PLA)、聚碳酸酯(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)等。它们作为塑料材料 使用，在生物降解后，成为水和二氧化碳，不会对环境产生危害。目前对生物降解塑料研究 较多的集中在聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHAs)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)方面。聚羟基烷酸酯(PHAs)是一类由微生物合成的高分子聚酯，它的某些物理性质与 传统的石油基塑料聚丙烯类似。PHAs分子量一般在几万到几百万之间，广泛存在于自然界 的多种微生物体内。PHAs的分子结构多样性强，因此其性能也具有很强的可变性和可控性， 目前已发现的聚合物组成单体超过150种，各种单体的不同结构将为生物聚酯材料带来许 多功能以及应用，并且新的单体将被不断地发现出来。PHAs由可再生的能源合成，并且可以 完全生物降解。由于聚合单体以及聚合度的不同，PHAs可实现从坚硬到柔软到弹性变化， 其熔点可以在40°C -180°C范围内变化，现在可以生产出分子量在1，000-1, 000, 000之间的 PHAs，这些产品的断裂伸长率从5% -1000%不等，结晶度在10%到80%之间。其中，以3-羟基丁酸为单体组成的聚3-羟基丁酸(PHB)是PHAs中最为常见的 一种。PHB是一种结晶型聚合物，因其物理性质较脆，而不适用于工业化应用。而PHB的 一些共聚物的物性可由原来的硬脆变为软韧，如聚-3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物 (P3HB4HB)，由于引入直链酯族柔性单体4-羟基丁酸(4HB)，韧性提高、延展性大幅度提高， 可接近橡胶的性质。它耐温性好，生物相容性好，气体阻隔性高，还有压电性能，并且还具有 良好的加工性能，所以应用前景十分广泛。它随着柔性单元的增加，共聚物由结晶性的硬塑 料向富有弹性的橡胶态过渡，且兼具良好的热稳定性，熔体强度高，并且具有良好的加工性 能。而PHB的另一种共聚物聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)，它随3HV (3-羟基戊酸)单体含 量的增加，其脆性有一定改善，但它还是属于脆性材料，应用范围受限。而PHB还有一种用 途较广泛的共聚物聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯(PHBH)它性能与P3HB4HB类似，也是很 难得到刚性高、韧性好的材料。据研究表明，PHAs共聚物中可以通过改变聚合物中柔性分 子的含量来改变聚合物的物理机械性能，以获得具有不同刚性、结晶性、熔点和玻璃化温度 适用于不同用途的材料。但是对于大部分PHAs共聚物而言，其综合性能还不是很理想，当 3HB(3-羟基丁酸)含量较高时，其相对拉伸强度较高，但此时其断裂伸长率对应较低，即刚 性较高时而韧性较差；当3HB含量较低时，其断裂伸长率相对较高，但拉伸强度较低，即韧 性高时而刚性差；它很难有刚性好，韧性高的纯材料，这限制了其加工制品的应用领域。针对PHAs材料，人们做了大量的改性研究，主要有共混，填充，化学改性等方法。 其中，由于共混改性工艺简单，并且在性能互补的同时，对原有树酯的其它性能影响很小，所以研究得最多，也最实用。共混改性是以其它高分子材料同原树酯共混，与PHAs共混改 性的一般有不可降解塑料PE、PS、PMMA、PVC等；也可同其他的可完全生物降解材料共混。 与前一类材料共混由于牺牲了材料的可完全生物降解性能，目前实用性不大，所以现在大 多集中在与后一类材料进行共混改性。如中国专利CN1375523A公开了可降解的聚(β-羟 基丁酸酯)共混物及其制备方法，它主要介绍了 ΡΗΒ/ΡΕ0/纤维素酯共混材料，它主要是做 一种模压材料，应用范围较窄。如中国专利CN1470553A公开了聚3-羟基烷酸酯/ 二氧化 碳_环氧丙烷共聚物/淀粉共混物的制备方法，它所公开的材料虽然加工范围很广，但其 刚性不高。如中国专利CN101205356公开了一种聚羟基烷酸酯及其共聚物与聚乳酸的共 混改性，得到了一种加工性能和韧性较好的材料，但由于两者相容性不是很好，所以力学性 能还不是很理想。而中国专利CN101045810A公开了一种聚β -羟基丁酸酯和聚β -羟基 丁酸酯-β-羟基戊酸酯的增韧改性方法，它介绍了聚羟基丁酸酯和聚羟基丁酸 酯-β -羟基戊酸酯同PBS或PLA共混动态交联的改性方法，虽然PLA与PHAs的相容性有 一定程度的改善，但由于两者都是脆性材料，所以韧性依然较差。由此可见，目前的PHAs合金材料很难同时满足高刚性和高韧性，且加工性能优良 等条件。本专利的专利技术人经过大量的试验发现以PHAs材料为主体，以PLA为增强相，PBS 为增容相或增韧相进行共混，可以得到一种刚性高，韧性好的且加工性能优良的PHAs共混 合金材料。
技术实现思路
本专利技术克服上述技术缺陷，经本专利的专利技术的人潜心研究，得到了一种性能特别 优异的PHAs三元共混合金材料。其技术方案如下所述本专利技术公开的一种高性能PHAs/PBS/PLA共混合金，包括PHAs、PBS、PLA及其他组 分。其中，所述其他组分为填充剂和助剂，各组分的重量百分含量为，PHAs为 1% -95%, PLA 为 -95%, PBS 为 -95%，填充剂为 0% -80%，助剂为 0% -60%。进一步地，PHAs为 30% -80%，PLA 为 10 % -60 %，PBS 为 5 % _30%，±真充剂为 0% -50%，助剂为 0% -5%。所述PHAs是PHBV、ΡΗΒΗ、P3HB4HB中的任一种或几种的混合物。所述PBS重均分子量为2万-50万，所述PLA分子量为5万-70万。所述填充剂为有机填充剂或无机填充剂，所述有机填充剂为淀粉、纤维素、纤维素 酯中一种或多种混合物，所述无机填充剂为滑石粉、碳酸钙、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅 灰石、玻璃微珠、云母、蒙脱土、二氧化钛、硫酸钡、硫酸钙、金属粉末、粉煤灰中一种或多种 混合物。所述助剂为抗氧化剂、热稳定剂、扩链剂、润滑剂、颜料、光稳定剂、抗静电剂中的 一种或多种混合物。所述抗氧化剂为胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种 或几种混合物，所述热稳定剂为硬酯酸盐类，所述润滑剂为白油、石蜡、石蜡油、硬酯酸、硬 酯酸盐、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或几种混合物，所述光稳定剂为受阻胺类，所述抗静电剂为四烷基铵盐、三烷基铵盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基 硫酸酯、磷酸烷基酯、烷基甜菜碱、聚氧化乙烯烷基胺、聚氧化乙烯烷基酯、甘油酯肪酸酯、 辛烷基苯乙烯、乙二胺的环氧乙烷或环氧丙烷加成物、苯乙烯磺酸共聚型聚皂中一种或多 种混合物。在本专利技术中，由于PHAs/PBS/PLA具有很好的相容性，得到的共混合金综合性能相 当优良，可以广泛应用于吹膜制品、吹塑制品、挤出制品、注塑制品、发泡制品和纺丝制品。具体实施例方式下面将通过具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1 将重量分别为50份的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能ＰＨＡｓ／ＰＢＳ／ＰＬＡ共混合金，包括ＰＨＡｓ、ＰＢＳ、ＰＬＡ及其他组分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，张向南，
申请(专利权)人：深圳市意可曼生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]