本發(fā)明具體涉及一種利用左旋聚乳酸和右旋聚乳酸原位形成立構(gòu)復(fù)合晶體的方法來增強(qiáng)聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(pbat)的方法，本發(fā)明屬于高分子材料加工改性領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
pbat是一種芳香族-脂肪族共聚酯，兼具pba和pbt的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能，是一種良好的可生物降解彈性體；它易被自然界中的多種微生物或動(dòng)植物體內(nèi)的酶分解代謝，最終形成水和二氧化碳，不污染環(huán)境，可降解性則保證了pbat是一種環(huán)境友好材料，可減緩目前塑料制品所帶來的白色污染問題，因此pbat制品的研究受到新型材料產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。但其拉伸強(qiáng)度低，只有30mpa左右，不適合用于一些對于強(qiáng)度要求較高的場合。
聚乳酸(pla)是一種脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性，可以在自然中完全降解，降解的最終產(chǎn)物為水和二氧化碳，不會對環(huán)境造成污染。同時(shí)具有較高的拉伸強(qiáng)度(>60mpa)，易加工成型，且價(jià)格相對pbat便宜。因此，將pbat與pla共混制備生物可降解材料，兩種材料的優(yōu)劣互補(bǔ)，該共混材料將具有較高的強(qiáng)度。將聚乳酸(pla)和右旋聚乳酸(pdla)等比例與pbat共混，在擠出機(jī)中原位形成聚乳酸立構(gòu)復(fù)合晶體，作為一種物理交聯(lián)點(diǎn)，將會進(jìn)一步提升材料的強(qiáng)度。
中國專利(cn102702696a)公開了一種全降解生物材料及其制品，其中pbat的含量為75-90％，剩余含量則為pla。由于兩種材料本身的相容性問題，該生物材料強(qiáng)度不夠理想。而中國專利(cn103254597)通過pla、pbat和乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)復(fù)合，同時(shí)，聚己內(nèi)酯(pcl)、eva與pla接枝共聚物以及植物油多元醇改善體系的穩(wěn)定性，相容性問題得到很好的解決，所制備的材料具有較好的拉伸強(qiáng)度和韌性，易于加工，但是體系的組成較多，配方復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一種增強(qiáng)聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯降解材料，其由下列重量份數(shù)的原料制備而成：
本發(fā)明中所述的pla和pdla用量相同，所述的pdla分子量為5000-8000g/mol。
本發(fā)明中所述的擴(kuò)鏈劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物。
上述一種增強(qiáng)聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯降解材料的制備方法，以聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚乳酸和右旋聚乳酸為原料，聚乳酸和右旋聚乳酸的比例為1:1，加入擴(kuò)鏈劑混合均勻后，采用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為100-150rpm，擠出機(jī)各段溫度為160-195℃，擠出造粒，制備得到高強(qiáng)度生物降解柔性材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
將pla、pdla與pbat共混，得到的合金材料既具備pbat的高韌性，又具備pla的高強(qiáng)度，同時(shí)不損害兩種材料的降解特性。本發(fā)明采用pla與低分子量的pdla等比例添加，擠出機(jī)的溫度設(shè)定為160-195℃，在擠出機(jī)的前三段，當(dāng)物料溫度低于185℃時(shí)，pla、pdla和pbat均勻塑化，并有良好的混合，當(dāng)物料溫度達(dá)到185-190℃時(shí)，pla與pdla在剪切場的作用下原位形成立構(gòu)復(fù)合晶體(sc晶體)，這種原位形成的sc晶體的熔融溫度為220℃以上；而未參與形成sc晶體的部分pla鏈段和pdla鏈段則在擴(kuò)鏈劑的作用下與pbat發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，因此sc晶體會形成一個(gè)良的物理交聯(lián)點(diǎn)，因此會賦予材料良好的拉伸性能；同時(shí)，由于sc晶體的含量可達(dá)到20％-30％，也會提高材料的耐熱性能，而在共混材料中pbat的含量超過60％，則保證了材料良好的韌性；選用分子量較低的pdla也有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是分子量低pdla的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于高分子量pdla的生產(chǎn)成本，另一個(gè)好處是在相同的添加量的情況下，分子量低的pdla的摩爾數(shù)更多，分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力更強(qiáng)，可以形成更多的sc晶體，有利于提高材料的耐熱性能和拉伸強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合各實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解所舉的實(shí)施例只是為了解釋本發(fā)明，而并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
將預(yù)先干燥好的pbat、pla、pdla按照一定比例稱取，總質(zhì)量為4kg。pbat的含量為60％，pla與pdla的含量各為20％，另外加入40g的擴(kuò)鏈劑乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，使用高混機(jī)高速混合3min。將混合均勻后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，螺桿各段溫度為150-195℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，擠出造粒，制備得到高強(qiáng)度的生物降解材料。
干燥后的粒料加入到單螺桿機(jī)中擠出吹塑，單螺桿機(jī)各區(qū)溫度為：一區(qū)160℃、二區(qū)175℃、三區(qū)185℃、四區(qū)185℃、機(jī)頭170℃；螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，長徑比l/d＝24/1。
實(shí)施例2
將預(yù)先干燥好的pbat、pla、pdla按照一定比例稱取，總質(zhì)量為4kg。pbat的含量為70％，pla與pdla的含量各位15％，另外加入24g的擴(kuò)鏈劑乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，使用高混機(jī)高速混合3min。將混合均勻后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，螺桿各段溫度為160-195℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100rpm，擠出造粒，制備得到高強(qiáng)度的生物降解材料。
干燥后的粒料加入到單螺桿機(jī)中擠出吹塑，單螺桿機(jī)各區(qū)溫度為：一區(qū)155℃、二區(qū)175℃、三區(qū)195℃、四區(qū)175℃、機(jī)頭165℃；螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，長徑比l/d＝24/1。
實(shí)施例3
將預(yù)先干燥好的pbat、pla、pdla按照一定比例稱取，總質(zhì)量為4kg。pbat的含量為80份，pla與pdla的含量各為10份，另外加入8g的擴(kuò)鏈劑乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，使用高混機(jī)高速混合3min。將混合均勻后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，螺桿各段溫度為160-195℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，擠出造粒，制備得到高強(qiáng)度的生物降解材料。
干燥后的粒料加入到單螺桿機(jī)中擠出吹塑，單螺桿機(jī)各區(qū)溫度為：一區(qū)155℃、二區(qū)175℃、三區(qū)185℃、四區(qū)180℃、機(jī)頭175℃；螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，長徑比l/d＝24/1。
對比例1[1]
將pla(2002d)和pbat于80℃烘箱中干燥處理12h，蒙脫土于105℃烘箱中干燥處理6h；(2)取10份pla、90份pbat、2.4份2,2’-雙(2-惡唑啉)、0.6份多亞甲基多苯基異氰酸酯、0.1份芥酸酰胺、0.1份抗氧劑168、50份蒙脫土于高混機(jī)中常溫混合5min；(3)將得到的混合物加入到雙螺桿機(jī)中擠出造粒，雙螺桿機(jī)各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機(jī)頭180℃；螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm，長徑比l/d＝40/1；(4)將步驟(3)得到的粒料于80℃鼓風(fēng)烘箱中干燥處理12h；(5)將步驟(4)中干燥后的粒料加入到單螺桿機(jī)中擠出吹塑，單螺桿機(jī)各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機(jī)頭165℃；螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，長徑比l/d＝25/1，單螺桿擠出機(jī)的模頭口徑與泡管直徑之比為5:1。
實(shí)施例1-3和對比例1的樣品力學(xué)性能測試結(jié)果如下表
[1]專利cn103589124a。