一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料，該復(fù)合材料含有聚乳酸、線性無規(guī)的脂肪族芳香族共聚酯、三嵌段共聚酯和有機(jī)過氧化物。本發(fā)明還涉及所述聚乳酸-聚酯復(fù)合材料的制備方法以及由該方法制備的聚乳酸-聚酯復(fù)合材料，該方法包括：將聚乳酸、脂肪族芳香族共聚酯、三嵌段共聚酯和有機(jī)過氧化物進(jìn)行混合，并將得到的混合物進(jìn)行擠出造粒。根據(jù)本發(fā)明的所述聚乳酸-聚酯復(fù)合材料具有較優(yōu)的綜合力學(xué)性能和生物降解性能。
【專利說明】一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料，該聚乳酸-聚酯復(fù)合材料的制備方法，以及由該方法制備的聚乳酸-聚酯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乳酸作為來自于生物基的生物可降解材料，因?yàn)槠鋽[脫了石油資源的唯一依賴性，且產(chǎn)品在使用后可在微生物的作用下完全降解，最終產(chǎn)物為二氧化碳和水，回歸生命循環(huán)的自然軌跡，其顯著的低碳負(fù)荷性、生物相容性、生物降解特性以及良好的機(jī)械性能和使用性能，是目前其它任何材料都無法與之匹敵的。但是，聚乳酸材料自身因?yàn)檩^高的玻璃化溫度(約50-60°C)而表現(xiàn)出的脆性以及因?yàn)樽陨碥浕c(diǎn)低而導(dǎo)致的耐熱性差等缺陷極大地限制了聚乳酸的應(yīng)用。因此，國內(nèi)外研究者們紛紛致力于對聚乳酸的增韌和耐熱性進(jìn)行了大量的研究。
[0003]對聚乳酸進(jìn)行增韌改性主要是通過共聚和共混的方式來進(jìn)行。共聚改性工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高，較難實(shí)施，難以工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。因此，采用共混的方式在現(xiàn)有裝置上對聚乳酸進(jìn)行增韌改性由于容易實(shí)施而成為了增韌改性的優(yōu)選方案。針對增韌改性，最好的增韌劑就是橡膠類的彈性體材料，如CN101875763A中使用的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，CN101495568A、US20100112357和US20060263394中使用的乙烯共聚物或帶環(huán)氧官能團(tuán)的烯烴化合物作為抗沖改性劑和增韌改性劑等，但是這類材料自身是非降解材料，與聚乳酸混合后，會影響材料的生物降解特性，反而喪失了聚乳酸原有的異于其它材料的環(huán)保優(yōu)越性。因此，使用生物可降解材料作為聚乳酸增韌改性劑是對聚乳酸增韌改性的最佳選擇。
[0004]CN1392891A和US20020198332中提到將聚乳酸與脂肪族聚酯混合，同時加入二者的嵌段共聚物作為增容劑，可以改善聚乳酸的紡絲和拉伸性能。US20020151618和US20040092672中提到了聚乳酸與聚羥基烷酸酯和脂肪族聚酯組成的三元混合物，可以制備出柔軟的膜材。US20070203291、CN1531573A和CN1489616A中均提到使用聚乳酸與其它可降解聚酯或共聚酯組成的三元混合物具有非常好的抗撕裂性能等。CN101024696A中提到制備聚乳酸與脂肪族聚酯二醇在擴(kuò)鏈劑二異氰酸酯的存在下進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制備出嵌段聚合物，可以得到韌性好、拉伸強(qiáng)度大和斷裂延伸率高的聚乳酸材料。上述的共混物的增韌改性效果在抗沖和拉伸性能方面增韌效果還是非常有限的，以聚乳酸為連續(xù)相的材料其斷裂延伸率很難達(dá)到或超過300%，而且材料的缺口抗沖擊強(qiáng)度沒有明顯改善。另外，用二異氰酸酯作為擴(kuò)鏈劑進(jìn)行改性會給材料帶來一定的毒性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的聚乳酸增韌改性方法存在的在抗沖性能和拉伸性能方面的增韌效果有限，或者改性后會帶來毒性或生物降解性能相對于聚乳酸明顯降低的缺陷，提供一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料及其制備方法。[0006]本發(fā)明提供了一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料，該復(fù)合材料含有聚乳酸、線性無規(guī)的脂肪族芳香族共聚酯、三嵌段共聚酯和有機(jī)過氧化物，其中，所述三嵌段共聚酯的結(jié)構(gòu)式如式I所示:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種聚乳酸-聚酯復(fù)合材料，該復(fù)合材料含有聚乳酸、線性無規(guī)的脂肪族芳香族共聚酯、三嵌段共聚酯和有機(jī)過氧化物，其中，所述三嵌段共聚酯的結(jié)構(gòu)式如式I所示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其中，以所述聚乳酸-聚酯復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述聚乳酸的含量為10-90重量％，優(yōu)選為50-70重量％ ;所述線性無規(guī)的脂肪族芳香族共聚酯的含量為5-70重量％，優(yōu)選為20-45重量％ ;所述三嵌段共聚酯的含量為1-20重量％，優(yōu)選為5-18重量％ ;所述有機(jī)過氧化物的含量為0.01-1重量％，優(yōu)選為0.05-0.2重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，在式I中，P為10-100的整數(shù)，q為10-100的整數(shù)；在式2中，m為2-10的整數(shù)，η為2-8的整數(shù)；在式3中，t為2-10的整數(shù)；式2和式3所示的結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為1:0.5-2，M段的重均分子量為60，000-120，000，所述三嵌段共聚酯的重均分子量為80，000-600, 000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，Ar為如下芳基:
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，所述聚乳酸的重均分子量為80，000-200，000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，在式4中，a為2-4的整數(shù)，b為2_4的整數(shù)，c為2-4的整數(shù)，d為1-3的整數(shù)，e為1-2的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，所述線性無規(guī)的脂肪族芳香族共聚酯的重均分子量為100，000-300, 000，分子量分布系數(shù)為1.5-2.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，所述有機(jī)過氧化物為過氧化二烷基、過氧化二?；瓦^氧化酯中的至少一種，優(yōu)選為過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5-雙(過氧化叔丁基)己烷、雙(叔丁基過氧異丙基)苯、過氧化二苯甲酰、過氧化月桂酰和叔丁基過氧化異丁酸酯中的至少一種。
9.權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的聚乳酸-聚酯復(fù)合材料的制備方法，該方法包括:將聚乳酸、脂肪族芳香族共聚酯 、三嵌段共聚酯和有機(jī)過氧化物進(jìn)行混合，并將得到的混合物進(jìn)行擠出造粒。
10.由權(quán)利要求9所述的方法制備的聚乳酸-聚酯復(fù)合材料。
【文檔編號】C08L67/00GK103788599SQ201210420781
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】祝桂香, 許寧, 張偉, 鄒弋, 計文希, 韓翎 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院