含有聚羟基烷酸酯的增韧聚乳酸制造技术

描述了聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯的聚合物共混物的组合物。在某些实施方式中，PHA是多相共聚物共混物，其具有为完全无定形相的一相，玻璃化转变温度低于20℃且占总聚乳酸的约5到45％。还描述了制备本发明专利技术的组合物的方法。本发明专利技术还包括包含所述组合物的制品、膜和层压材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有聚羟基烷酸酯的增韧聚乳酸相关申请该申请要求2010年5月17日提交的美国临时申请号61/345，458和2010年6月21日提交的美国临时申请号61/356，986的权利。上述申请的全部教导通过引用并入本文中。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是已知的在工业化堆肥环境中可生物降解的商业化生物基聚合物。PLA的玻璃化转变温度为约55-60°C且其可以根据其立体化学和加工条件而高度结晶。其高度结晶性的结果是，PLA具有约2-3GPa的拉伸模量，其远高于聚乙烯和聚丙烯的拉伸模量。然而，PLA的韧性通常被认为是相当的低且不能满足很多应用。·已有数种将PLA与其它添加剂和聚合物共混来增加PLA的韧性的尝试。在互联网“natureworksllc”上发现的PLA( INGEO )的供应商之一,NatureWorks,描述了用于增加PLA韧性的某些聚合物共混方法。尽管某些聚合物共混方法是有前途的，但当考虑到共混物组分的生物降解性时，选择变得非常有限。最近的一篇综述文章(K.S. Anderson,等，Polymer Reviews, 48,85 (2008))描述了采用不同的共混组分增韧PLA的多种方法。某些增塑剂如柠檬酸酯有助于提高PLA的韧性；然而，这种韧性的增加损失了拉伸强度，其降低至约1/7 (L. V. Labrecque,等，JournalofApplied Polymer Science, 66,1507 (1997))。使用低分子量的聚乙二醇(PEG)作为聚合物增塑剂好像也能改善PLA的韧性；然而，拉伸强度仍被极大的损害，尽管没有达到朽1 樣酸酯增塑剂的程度(M. Baiardo,等，Journal of Applied Polymer Science, 90,1731 (2003))。聚己酸内酯(PCL)是可生物降解的脂肪族聚酯，其与PLA共混，根据共混物制备的性质和增容剂的使用，韧性具有一定的适度的改进(L. Wang,等,Polymer Degradationand Stability,59,161(1998) ;Μ· E.Broz,等，Biomaterials,24,4181(2003) ;Η· Tsuji andY. Ikada, Journalof Applied Polymer Science,60,2367 (1996) ；M. Hiljanen-Vainio,等，Macromolecular Chemistry and Physics, 197,1503 (1996))。最近，PLA 与聚丙烯酸反应性共混，然后在溶液中与聚乙二醇物理共混已经显示出对于提高PLA的韧性同时保持弹性模量和拉伸强度是有希望的(R.M. Rasal, D. E. Hirt, Macromolecular Materials andEngineering, 295，Iss. 3，204 (2010))。然而，该方法仅使PLA的韧性提高大约10倍。最显著的PLA韧性增加报告在McCarthy和其合作者的美国专利号5，883，199中。在本专利技术中，PLA与聚丁二醇琥拍酸酯己二酸酯(PBSA)(来自于Showa HighpolymerCo. Ltd(日本)的BI0N0LLE3001)的共混物在拉伸韧性和伸长率方面相对于PLA均聚物有显著的增加。具体而言，70/30(重量百分比)的PLA/PBSA共混物显示拉伸断裂伸长率增加约50倍且拉伸韧性增加约25倍。然而，虽然PBSA是已知的可生物降解高分子，但它目前由石化原料合成并且因此不是生物基的。聚羟基烷酸酯(PHA)是解决PLA韧性问题的独特材料，因为PHA容易与PLA共混，它们在许多不同的环境中都是生物基和可生物降解的。PLA/PHA共混物已被几个研究小组制备出来并进行了表征。这些包括PLA与聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)均聚物和3-羟基丁酸酯-羟基戊酸酯(PHBV)共聚物的共混物，其显示在10-30wt%的添加水平下对PLA韧性的小的改善(J. S. Yoon, ff. S. Lee, K. S. Kim, I. J. Chin, M. N. Kim and C. Kim, EuropeanPolymer Journal, 36,435 (2000) ；B. M. P. Ferreira, C. A. C. Zavaglia and E. A. R. Duek,Journalof Applied Polymer Science,86，2898 (2002) ;I. Noda，M.M.Satkowski,A. E. Dowrey and C. Marcott,Macromolecular Bioscience,4,269 (2004) ；K. M. Schreck andM. A. Hi I lmeyer, Journal of Biotechnology, 132, 287 (2007))。Noda 及其合作者(I. Noda,Μ. Μ. Satkowski, A.Ε.Dowrey and C. Marcott, Macromolecular Bioscience,4,269(2004))提出只是在PHA保持非结晶的时间尺度内，添加20wt%的3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯(P3HB-3HH)共聚物能将PLA的拉伸韧性提高7倍。应该注意的是，根据分散的PHA区域的尺度，所述时间尺度理论上可以控制长达2-4年。虽然80/20PLA/P3HB-3HH共混物似乎是有希望的，但是其它的难以重现此结果(K. M. Schreck and M. A. Hi I lmeyer, Journal ofBiotechnology,132,287(2007))。因此，需要生产对于整体组合物具有改善的可重复的机械性能的聚乳酸和聚羟基烷酸酯的共混组合物。 专利技术概述本专利技术描述的是聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)的聚合物共混组合物。在本专利技术的第一方面，所述聚合物共混组合物包含聚乳酸和玻璃化转变温度为约-5°C至约_50°C的PHA聚合物、共聚物或其共混物。在本专利技术的第二方面，所述聚合物共混组合物是聚乳酸(PLA)和PHA的多相共聚物共混物，其中PHA共聚物共混物的一相是无定型橡胶相，其玻璃化转变温度(Tg)为约-15°C至约_40°C，并且占组合物中总PHA的5-45%。在本专利技术的第一方面或第二方面的具体实施方式中，所述PHA包含无定型橡胶相，其包含3-羟基丁酸酯(3HB)和4-羟基丁酸酯(4HB)且其中4HB重量百分数为约25%至约50%的共聚物、具有3HB和4HB且其中4HB的重量百分数为约25%至约40%的PHA共聚物、具有3HB和4HB且其中4HB的重量百分数为约25%至约35%的PHA共聚物、具有3HB和3HH且其中3HH的重量百分数为约25%至约50%的PHA共聚物、具有3HB和5-羟基戊酸酯(5HV)且其中5HV的重量百分数为约25%至约60%的共聚物或具有3HB和3-羟基辛酸酯(3H0)且其中HO的重量百分数为约15%至约60%的共聚物。在本专利技术的第三方面中，所述组合物是PLA和PHA的共混物，其中PHA是约34%到约38%的P3HB、约22%到约26%的P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·克里施纳斯瓦米，
申请(专利权)人：梅塔玻利克斯公司，
类型：
国别省市：