聚乳酸共混组合物及其制备方法技术

技术编号:8019161 阅读:213 留言:0更新日期:2012-11-29 01:49
本发明专利技术公开一种聚乳酸共混组合物及其制备方法,该聚乳酸组合物是通过用聚三亚甲基碳酸酯、聚四亚甲基碳酸酯、聚五亚甲基碳酸酯、聚六亚甲基碳酸酯中的任意一种或几种混合物与聚乳酸进行共混得到,其制备方法是把环状碳酸酯类单体进行开环聚合,得到聚乳酸改性剂,把聚乳酸材料与该改性剂按需要比例进行共混并制备成复合粒料或片材就得到聚乳酸组合物。改性后的聚乳酸组合物可以通过普通高分子材料加工的方法制备膜、纤维及注塑制品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,属于高分子材料领域。
技术介绍
聚乳酸也称聚丙交酯,是一种热塑性线性高分子材料,由于它可以完全降解成二氧化碳及水,并且是来自生物基的100%可再生材料,因此目前在国民经济的各领域如薄膜(如食品包装膜、包装袋、垃圾袋、地膜等)、纤维及各种注塑制品(如杯子、盘子、刀差等)等开始推广应用,为人类保护环境,减轻对石油资源的依赖提供一种切实可行的思路。它具有较好的降解性、生物相容性、可加工性及生产过程节约能源的优点,但同时具有脆性,柔韧性较差等缺点,限制了其应用范围(Rahul M. Rasala, AmolV. Janorkarc, Douglas E. Hirt, Poly(lactic acid) modifications, Progress in Polymer Science,2010,35,p338 - 356)。近年来,众多科学家对其性能进行改性,其中主要的方法是采用高分子材料常用的共聚及共混改性,其主要创新是改性剂的筛选及使用,如Grijpma等通过开环聚合的方法合成了己内酯和丙交酯的共聚物及碳酸酯(三亚甲基碳酸酯)和丙交酯共聚制发现对聚乳酸的柔性有明显改善(Grijpma et al, Highmolecular weight copolymers of 1—lactide and e —caprolactone as biodegradableelastomeric implant materials, Polym. Bull. 1991, 25:327-333;Polymerizationtemperature effects on the properties of 1—lactide and e -caprolactonecopolymers. Polym, Bull.1991, 25:335-341; Rubber toughening of poly(Iactide)by blending and block copolymerization. Polym. Eng. Sci. 1994,34:1674 - 1684)。在共混改性方面,Yeh等人研究了聚(己二酸-对苯二甲酸)丁二醇酯和聚乳酸共混改性,研究结果表明可以改善聚乳酸的脆性,增加韧性,提高断裂伸长率(Yeh et al,Compatible and Crystallization Properties of Poly (lactic acid)/PoIy (butyleneadipate-co-terephthalate) Blends. Journal of Applied Polymer Science,2010,116, 680-687; Compatible and Tearing Properties of Poly(lactic acid)/Poly (ethylene glutaric-co-terephthalate) Copolyester Blends. Journal ofPolymer Science: Part B: Polymer Physics, 2010, 48, 913 - 920. ) 另外还有许多通过添加有机及无价小分子对聚乳酸改性剂,有机小分子如如柠檬酸三乙酯(TEC)、柠檬酸三丁酯(TBC)、甘油醋酸酯等,无机小分子如纳米高岭土、羟基磷灰石、粘土纳米材料等(中国专利CN101338068,CN102134381A,CN102241877A,CN101235194,CN102002223A 等)。上述改性方法及改性剂对增加聚乳酸韧性、降低脆性有一定效果,有的已经开始形成商品,但所用改性剂主要来自石油产品,有的价格太高,而且不是生物基来源的绿色改性剂,生物基来源的聚乳酸如果不使用生物基来源的改性剂,推广聚乳酸制品就失去了意 义,同时这些改性剂也没有完全解决聚乳酸的脆性问题,聚乳酸改性增韧问题仍然是一个难题,限制其应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚乳酸共混组合物,还涉及这种聚乳酸共混组合物的制备方法,该方法是使用一类 新的改性剂对聚乳酸进行改性,形成的聚乳酸组合物可以解决聚乳酸的脆性问题,所述改性剂的特点是这些改 性剂是生物基来源的可再生材料。聚乳酸组合物可以通过普通塑料的加工方法如注塑、挤出、流延等手段加工成膜、纤维、注塑制品坐寸o本专利技术的目的是这样实现的 本专利技术的聚乳酸共混组合物,把环状碳酸酯类单体进行开环聚合,得到聚乳酸改性剂,把聚乳酸材料与该改性剂按需要比例进行共混并制备成复合粒料或片材就得到聚乳酸组合物。本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法,是将环状碳酸酯类单体与催化剂混合,在100-200度下,进行开环聚合,聚合时间为1-24小时,聚合设备为高分子聚合的常用设备,可以是间歇也可以是连续设备,达到需要的聚合度要求后用常规方法进行纯化,去除未反应的单体,然后用塑料加工的方法制备成粒料或片材就得到聚乳酸改性剂,把该改性剂与聚乳酸材料按需要比例混合用普通塑料共混方法就得到聚乳酸组合物,聚乳酸组合物中聚乳酸与该改性剂比例根据对材料柔性的要求可以是重量比为95 5-40 :60之间,改性剂分子量在5-40万之间,可以在环状碳酸酯类单体聚合时添加醇类化合物来调节分子量,醇类化合物的用量为0-1%。本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法,是将环状碳酸酯类单体与催化剂混合,在100-200度下,在无水无氧条件下(可以是惰性气体保护也可以是真空下)进行开环聚合。本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法,所述环状碳酸酯类单体为三亚甲基碳酸酯、四亚甲基碳酸酯、五亚甲基碳酸酯、六亚甲基碳酸酯中的一种单独或几种混合。本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法,所述醇类化合物可以是乙二醇、丙二醇。本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法所述聚乳酸包括聚L-乳酸、聚D-乳酸及聚DL-乳酸。本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法,所述催化剂是指丙交酯等内酯开环聚合中常用的催化剂,可以是锡的氧化物或有机酸盐、金属锡、金属锌及锌的氧化物、氧化锑,用量为 0. 0001-0. 5%O本专利技术的聚乳酸共混组合物的制备方法,所述三亚甲基碳酸酯、四亚甲基碳酸酯、五亚甲基碳酸酯及六亚甲基碳酸酯的结构及聚三亚甲基碳酸酯、聚四亚甲基碳酸酯、聚五亚甲基碳酸酯及聚六亚甲基碳酸酯改性剂的结构及制备方法用化学反应式表示如下权利要求1.一种聚乳酸共混组合物,其特征是把环状碳酸酯类单体进行开环聚合,得到聚乳酸改性剂,把聚乳酸材料与该改性剂按比例进行共混并制备成复合粒料或片材就得到聚乳酸组合物。2.权利要求I所述的聚乳酸共混组合物的制备方法,其特征是将环状碳酸酯类单体与催化剂混合,在100-200度下,进行开环聚合,聚合时间为1-24小时,聚合设备为高分子聚合的常用设备,可以是间歇也可以是连续设备,聚合完后用常规方法进行纯化,去除未反应的单体,然后用塑料加工的方法制备成粒料或片材就得到聚乳酸改性剂,把该改性剂与聚乳酸材料按比例混合用普通塑料共混方法就得到聚乳酸组合物,聚乳酸组合物中聚乳酸与该改性剂比例根据对材料柔性的要求可以是重量比为95 5-40 :60之间,改性剂分子量在5-40万之间,可以在环状碳酸酯类单体聚合时添加本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚乳酸共混组合物,其特征是:把环状碳酸酯类单体进行开环聚合,得到聚乳酸改性剂,把聚乳酸材料与该改性剂按比例进行共混并制备成复合粒料或片材就得到聚乳酸组合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:袁明龙陈海云常江平刘仕琦郭俊明
申请(专利权)人:云南民族大学
类型:发明
国别省市:

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