專利名稱：聚乳酸共混組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乳酸共混組合物及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚乳酸也稱聚丙交酯，是一種熱塑性線性高分子材料，由于它可以完全降解成二氧化碳及水，并且是來自生物基的100%可再生材料，因此目前在國民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域如薄膜(如食品包裝膜、包裝袋、垃圾袋、地膜等)、纖維及各種注塑制品(如杯子、盤子、刀差等)等開始推廣應(yīng)用，為人類保護(hù)環(huán)境，減輕對石油資源的依賴提供一種切實(shí)可行的思路。它具有較好的降解性、生物相容性、可加工性及生產(chǎn)過程節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有脆性，柔韌性較差等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用范圍(Rahul M. Rasala, AmolV. Janorkarc, Douglas E. Hirt, Poly(lactic acid) modifications, Progress in Polymer Science，2010，35，p338 - 356)。近年來，眾多科學(xué)家對其性能進(jìn)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?jiǎng)?chuàng)新是改性劑的篩選及使用，如Grijpma等通過開環(huán)聚合的方法合成了己內(nèi)酯和丙交酯的共聚物及碳酸酯(三亞甲基碳酸酯)和丙交酯共聚制發(fā)現(xiàn)對聚乳酸的柔性有明顯改善(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-對苯二甲酸)丁二醇酯和聚乳酸共混改性，研究結(jié)果表明可以改善聚乳酸的脆性，增加韌性，提高斷裂伸長率(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. ) 另外還有許多通過添加有機(jī)及無價(jià)小分子對聚乳酸改性劑，有機(jī)小分子如如檸檬酸三乙酯(TEC)、檸檬酸三丁酯(TBC)、甘油醋酸酯等，無機(jī)小分子如納米高嶺土、羥基磷灰石、粘土納米材料等(中國專利CN101338068，CN102134381A，CN102241877A，CN101235194，CN102002223A 等)。上述改性方法及改性劑對增加聚乳酸韌性、降低脆性有一定效果，有的已經(jīng)開始形成商品，但所用改性劑主要來自石油產(chǎn)品，有的價(jià)格太高，而且不是生物基來源的綠色改性劑，生物基來源的聚乳酸如果不使用生物基來源的改性劑，推廣聚乳酸制品就失去了意 義，同時(shí)這些改性劑也沒有完全解決聚乳酸的脆性問題，聚乳酸改性增韌問題仍然是一個(gè)難題，限制其應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚乳酸共混組合物，還涉及這種聚乳酸共混組合物的制備方法，該方法是使用一類 新的改性劑對聚乳酸進(jìn)行改性，形成的聚乳酸組合物可以解決聚乳酸的脆性問題，所述改性劑的特點(diǎn)是這些改 性劑是生物基來源的可再生材料。聚乳酸組合物可以通過普通塑料的加工方法如注塑、擠出、流延等手段加工成膜、纖維、注塑制品
坐寸o本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的聚乳酸共混組合物，把環(huán)狀碳酸酯類單體進(jìn)行開環(huán)聚合，得到聚乳酸改性劑，把聚乳酸材料與該改性劑按需要比例進(jìn)行共混并制備成復(fù)合粒料或片材就得到聚乳酸組合物。本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法，是將環(huán)狀碳酸酯類單體與催化劑混合，在100-200度下，進(jìn)行開環(huán)聚合，聚合時(shí)間為1-24小時(shí)，聚合設(shè)備為高分子聚合的常用設(shè)備，可以是間歇也可以是連續(xù)設(shè)備，達(dá)到需要的聚合度要求后用常規(guī)方法進(jìn)行純化，去除未反應(yīng)的單體，然后用塑料加工的方法制備成粒料或片材就得到聚乳酸改性劑，把該改性劑與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組合物，聚乳酸組合物中聚乳酸與該改性劑比例根據(jù)對材料柔性的要求可以是重量比為95 5-40 :60之間，改性劑分子量在5-40萬之間，可以在環(huán)狀碳酸酯類單體聚合時(shí)添加醇類化合物來調(diào)節(jié)分子量，醇類化合物的用量為0-1%。本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法，是將環(huán)狀碳酸酯類單體與催化劑混合，在100-200度下，在無水無氧條件下(可以是惰性氣體保護(hù)也可以是真空下)進(jìn)行開環(huán)聚合。本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法，所述環(huán)狀碳酸酯類單體為三亞甲基碳酸酯、四亞甲基碳酸酯、五亞甲基碳酸酯、六亞甲基碳酸酯中的一種單獨(dú)或幾種混合。本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法，所述醇類化合物可以是乙二醇、丙二醇。本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法所述聚乳酸包括聚L-乳酸、聚D-乳酸及聚DL-乳酸。本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法，所述催化劑是指丙交酯等內(nèi)酯開環(huán)聚合中常用的催化劑，可以是錫的氧化物或有機(jī)酸鹽、金屬錫、金屬鋅及鋅的氧化物、氧化銻，用量為 0. 0001-0. 5%O本發(fā)明的聚乳酸共混組合物的制備方法，所述三亞甲基碳酸酯、四亞甲基碳酸酯、五亞甲基碳酸酯及六亞甲基碳酸酯的結(jié)構(gòu)及聚三亞甲基碳酸酯、聚四亞甲基碳酸酯、聚五亞甲基碳酸酯及聚六亞甲基碳酸酯改性劑的結(jié)構(gòu)及制備方法用化學(xué)反應(yīng)式表示如下
權(quán)利要求
1.一種聚乳酸共混組合物，其特征是把環(huán)狀碳酸酯類單體進(jìn)行開環(huán)聚合，得到聚乳酸改性劑，把聚乳酸材料與該改性劑按比例進(jìn)行共混并制備成復(fù)合粒料或片材就得到聚乳酸組合物。
2.權(quán)利要求I所述的聚乳酸共混組合物的制備方法，其特征是將環(huán)狀碳酸酯類單體與催化劑混合，在100-200度下，進(jìn)行開環(huán)聚合，聚合時(shí)間為1-24小時(shí)，聚合設(shè)備為高分子聚合的常用設(shè)備，可以是間歇也可以是連續(xù)設(shè)備，聚合完后用常規(guī)方法進(jìn)行純化，去除未反應(yīng)的單體，然后用塑料加工的方法制備成粒料或片材就得到聚乳酸改性劑，把該改性劑與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組合物，聚乳酸組合物中聚乳酸與該改性劑比例根據(jù)對材料柔性的要求可以是重量比為95 5-40 :60之間，改性劑分子量在5-40萬之間，可以在環(huán)狀碳酸酯類單體聚合時(shí)添加醇類化合物來調(diào)節(jié)分子量，醇類化合物的用量為0-1%。
3.如權(quán)利要求2所述的聚乳酸共混組合物的制備方法，其特征是所述環(huán)狀碳酸酯類單體為三亞甲基碳酸酯、四亞甲基碳酸酯、五亞甲基碳酸酯、六亞甲基碳酸酯中的一種單獨(dú)或幾種混合。
4.如權(quán)利要求2所述的聚乳酸共混組合物的制備方法，其特征是所述醇類化合物可以是乙二醇、丙二醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚乳酸共混組合物的制備方法，其特征是所述聚乳酸包括聚L-乳酸、聚D-乳酸及聚DL-乳酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚乳酸共混組合物的制備方法，其特征是所述催化劑是指丙交酯等內(nèi)酯開環(huán)聚合中常用的催化劑，可以是錫的氧化物或有機(jī)酸鹽、金屬錫、金屬鋅及鋅的氧化物、氧化銻，用量為O. 0001-0. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚乳酸共混組合物的制備方法，其特征是所述三亞甲基碳酸酯、四亞甲基碳酸酯、五亞甲基碳酸酯及六亞甲基碳酸酯的結(jié)構(gòu)及聚三亞甲基碳酸酯、聚四亞甲基碳酸酯、聚五亞甲基碳酸酯及聚六亞甲基碳酸酯改性劑的結(jié)構(gòu)及制備方法用化學(xué)反應(yīng)式表示如下。
全文摘要
本發(fā)明公開一種聚乳酸共混組合物及其制備方法，該聚乳酸組合物是通過用聚三亞甲基碳酸酯、聚四亞甲基碳酸酯、聚五亞甲基碳酸酯、聚六亞甲基碳酸酯中的任意一種或幾種混合物與聚乳酸進(jìn)行共混得到，其制備方法是把環(huán)狀碳酸酯類單體進(jìn)行開環(huán)聚合，得到聚乳酸改性劑，把聚乳酸材料與該改性劑按需要比例進(jìn)行共混并制備成復(fù)合粒料或片材就得到聚乳酸組合物。改性后的聚乳酸組合物可以通過普通高分子材料加工的方法制備膜、纖維及注塑制品。
文檔編號C08L67/04GK102796358SQ20121018067
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者袁明龍, 陳海云, 常江平, 劉仕琦, 郭俊明 申請人:云南民族大學(xué)