本发明专利技术涉及含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料及其制备方法和应用。将20-90重量份的脂肪族聚碳酸酯、10-80重量份的脂肪族聚酯、0.01-1重量份的有机过氧化物、0.05-1重量份的交联剂、3-15重量份的相容剂、0.3-5重量份的增塑剂、0.1-5重量份的热稳定剂和0.1-1重量份的助剂充分混合均匀后加入至双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、切粒，得到粒状混合树脂切片；经真空干燥除水处理，得到本发明专利技术的生物降解材料。本发明专利技术的生物降解材料可用于制备完全生物降解的薄膜，该薄膜既具有普通塑料的各种优良性能，能够保持较好的透明性，又具备较高的拉伸强度，能够提供高的韧性和撕裂强度，及具有良好的热稳定性能等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物降解材料领域，特别涉及含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料及其制备方法，以及该生物降解材料在制备生物降解薄膜中的应用。
技术介绍
为了解决塑料制品造成的“白色污染”问题，使用环境友好的可完全生物降解的聚合物替代传统的石油基塑料，已成为当前研究开发的热点。脂肪族聚碳酸酯是一类可完全生物降解的、表面可溶蚀的新型材料，具有良好的机械加工性能，通过改变主链的化学结构和引入侧链功能基团、共聚和共混等方法对其性能进行改善，可使脂肪族聚碳酸酯具有广泛的物理、化学和生物性能，在一次性包装材料、医用材料、地膜等方面可以获得良好应用。·脂肪族聚碳酸酯目前研究较多的聚碳酸亚丙酯是通过二氧化碳/环氧化物调节共聚法制备得到的，但由于受到环氧化物特定结构的限制(大多限于环氧丙烷)所制备的聚碳酸亚丙酯为无定型态，而且玻璃化转变温度和热分解温度较低，从而严重影响了该类聚碳酸酯的加工性能、热稳定性能和力学性能。中国专利CN 101402789、CN 101857718公开了用聚碳酸亚丙酯和聚丁二酸丁二酯、聚己二酸/ 丁二酸丁二醇共聚酯等共混吹塑制备生物降解薄膜的方法，但该法制得的薄膜撕裂强度不高，拉伸强度较低，加工温度较低，薄膜的透明性不高。中国专利CN 101348606公开了用聚碳酸亚丙酯和聚乳酸共混后，再用大量溶剂溶解，待室温挥发铺膜制备生物降解薄膜的方法，该方法一是消耗大量溶剂，污染环境，二是制备的薄膜性能不高，更主要是该方法无法实现大规模的实际生产应用。中国专利CN 101643542是采用小分子的碳酸酯通过酯交换法合成出了高分子量的脂肪族聚碳酸酯，而且通过调整二元醇的种类可以合成多种主链结构的聚碳酸酯，如 聚碳酸丁二酯(PBC)、聚碳酸戊二酯(PPMC)、聚碳酸己二酯(PHC)等，从而实现了聚合物的结构性能可调。制备得到的这类脂肪族聚碳酸酯具有分子量高、结构可控、可以结晶，具备良好的透明和高阻隔性能，而且材料的加工性能和热稳定性能有了显著的提高。目前该材料做薄膜使用时，它的玻璃化转变温度和熔体强度相对于聚烯烃和其它一些生物降解类聚酯材料如聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等仍然较低，单独用还不能够满足工业加工及生活应用的要求。通常以聚乳酸为基体和其它类脂肪族聚酯共混制备的生物降解材料由于韧性较低(CN 100999587)，耐冲击性能和聚烯烃材料相差很大，也难于得到推广使用。中国专利CN 102153838中公开了一种可生物降解聚碳酸丁二酯和聚乳酸、聚羟基脂肪酸等的复合材料及其制备方法，同时也公开了该复合材料在吹塑成膜方面的应用。因为聚碳酸丁二酯是一种直链结构的聚合物，同时它的玻璃化温度和熔体强度还较低，在形成复合材料使用时还存在熔体强度不高，相容性不够好，在吹膜或发泡加工过程不很稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的问题，从而提供一种熔体强度高，力学性能优异，热稳定性好的含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料。本专利技术的再一目的是提供一种含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料的制备方法。本专利技术的还一目的是提供含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料在制备生物降解薄膜中的应用。本专利技术的含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料是由以下原料经熔融共混得到的，以脂肪族聚碳酸酯的重量份为基准脂肪族聚碳酸酯20-90重量份；脂肪族聚酯10-80重量份；有机过氧化物O. 01-1重量份；交联剂0. 05-1重量份；相容剂3-15重量份；增塑剂0. 3-5重量份；热稳定剂0. 1-5重量份；助剂；0. 1-1重量份。所述的脂肪族聚碳酸酯的数均分子量为40000 150000 ;选自聚碳酸丁二酯(PBC)、聚碳酸戊二酯(PPMC)、聚碳酸己二酯(PHC)中的一种或几种。由于脂肪族聚碳酸酯的存在，极大的改善了该生物降解材料的加工性能和韧性，提高了该生物降解材料的撕裂强度和透明性。所述的脂肪族聚酯选自聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)中的一种或几种。由于脂肪族聚酯的存在，使该生物降解材料的强度较好，成本较便宜。所述的有机过氧化物选自2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷(DHBP)U，I-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷、1，3_双丁基过氧异丙基苯、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(ΒΡ0)、二枯基过氧化物中的一种或几种。有机过氧化物受热分解产生初级自由基，自由基夺取聚合物分子链上活泼的氢，产生C自由基，最后通过大分子自由基偶和而产生长支链，可以有效提高所述的生物降解材料的熔体强度。所述的交联剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基苯三酸酯、季戊醇四甲基丙烯酸酯、双烯丙基邻苯二甲酸酯中的一种或几种。交联剂可以在发生上述有机过氧化物引发自由基支化反应的过程中，在所述的生物降解材料结构中形成一定立体网状结构，提高支化效率，进一步提高生物降解材料的熔体强度，提高吹塑成膜的加工稳定性。所述的相容剂的熔点小于200°C ;其可选自乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸金属盐共聚物中的一种或几种。加入相容剂，通过相容剂中的反应活性基团以达到增容脂肪族聚碳酸酯和脂肪族聚酯的目的。所述的乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物可以选自乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或几种。所述的乙烯-甲基丙烯酸金属盐共聚物可以是乙烯-甲基丙烯酸钠盐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸锌盐共聚物或它们的混合物。所述的增塑剂选自聚乙二醇、柠檬酸三丁酯、甘油、蓖麻油中的一种或几种。加入增塑剂，可协助提高脂肪族聚碳酸酯和脂肪族聚酯之间的混合效果，使所述的生物降解塑料的加工可塑性能得到提高，降低脆性，提高柔性。所述的热稳定剂选自硬脂酸钙、硬脂酸、氧化锌、氧化镁、氧化钙中的一种或几种。所述的助剂选自抗氧剂、爽滑剂、成核剂等中的一种或几种。所述的抗氧剂选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸单苯酯、亚磷酸乙酯等中的一种或几种。所述的爽滑剂选自芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸锌等中的一种或几种。所述的成核剂选自滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、山梨醇等中的一种或几种。本专利技术的含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料的制备方法工艺简单，易于控制，可操作性强，便于大规模工业生产；以脂肪族聚碳酸酯的重量份为基准，该制备方法为将20-90重量份的脂肪族聚碳酸酯、10-80重量份的脂肪族聚酯、O. 01-1重量份的有机过氧化 物、O. 05-1重量份的交联剂、3-15重量份的相容剂、O. 3-5重量份的增塑剂、O. 1-5重量份的热稳定剂和O. 1-1重量份的助剂通过混合设备充分混合均匀；将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混后拉伸成条、切粒，得到粒状混合树脂切片；将粒状混合树脂切片进行真空干燥除水处理，得到所述的含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料。所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为30 1 50 :1。所述的熔融共混的温度为150°C 190°C。本专利技术的含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料可在制备生物降解薄膜中进行应用。将含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料经单螺杆吹膜机吹塑成膜，可制备得到生物降解薄膜。所述的单螺杆吹膜机的螺杆长本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料，其特征是，所述的含脂肪族聚碳酸酯的生物降解材料是由以下原料经熔融共混得到的，以脂肪族聚碳酸酯的重量份为基准：脂肪族聚碳酸酯：20？90重量份；脂肪族聚酯：10？80重量份；有机过氧化物：0.01？1重量份；交联剂：0.05？1重量份；相容剂：3？15重量份；增塑剂：0.3？5重量份；热稳定剂：0.1？5重量份；助剂；0.1？1重量份；所述的相容剂选自乙烯？丙烯酸共聚物、乙烯？甲基丙烯酸共聚物、乙烯？甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯？甲基丙烯酸金属盐共聚物中的一种或几种；所述的助剂选自抗氧剂、爽滑剂、成核剂中的一种或几种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖耀南，李春成，朱文祥，张栋，管国虎，郑柳春，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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