[發明專利]聚乳酸增塑產品及生產方法

無效

• 申請號: 200710023852.2
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101328307A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 盛思義;祈華;本田圭介
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所（中國）有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08G63/91;C08L67/02
• 代理公司: 南通市永通專利事務所
• 代理人: 葛雷

技術領域：

本發明涉及聚乳酸類聚合物組合物，更詳細的說涉及可塑劑賦予聚合物柔軟性、韌性以及增塑劑賦予產品的低水蒸氣透過率。

技術背景：

隨著目前全世界的塑料的消費越來越多，塑料的發展也隨之出現了兩個嚴峻的問題：1.大量的廢棄塑料給環境施以很大的壓力2.有限的石油資源給塑料的生產敲響了警鐘。

聚乳酸(PLA)在有氧和水的調節下很容易被生物降解成CO₂和H₂O，且PLA的原料是來自一年生的植物玉米，這樣PLA的發現就完全解決了塑料行業遇到的兩大致命性的問題，因此PLA的應用必將取代塑料在某些方面的應用。

但是在用于薄膜方面PLA仍有有很大的困難：因為PLA具有很大的脆性，若想把PLA制成薄膜且有很大的韌性，必須改善PLA的韌性；若想提高PLA的韌性必須通過添加劑的調節。

目前有很多學者和專家也用了很多添加劑來改善PLA的韌性，如Ljungberg等利用甘油三乙酯和檸檬酸三丁酯來增塑PLA，但是這樣制得的薄膜在使用過程中容易不斷的冷結晶，迫使增塑劑遷移到薄膜的表面，導致薄膜的性能隨時間的延長而迅速改變，最終柔性大大的降低。Yue等利用共混來提高PLA的韌性，他們研究聚乳酸和聚環氧乙烷/聚乙二醇共混，但是共混物的性能不是很理想。雖然共混的方法比較簡單但是性能很難達到工業的需求。中國科學院成都有機化學研究所發明了以三異丁基鋁作為催化劑制備高分子量的聚乳酸與聚醚二醇的嵌端共聚物，但是該過程中要加入分子量調節劑，且對丙交酯的純度要求較高，特別是水分的處理相當的復雜。

目前也有用PEG與PLA的共聚物作為PLA產品的增塑劑，但是該產品的水蒸氣透過率，使得產品的用途受到一定的限制，在某些要求水蒸氣透過率低的包裝方面產品無法得到廣泛的應用。

PLA是完全可生物降解的聚合物，但是由于增塑劑和調節劑的加入使得產品不再是完全可生物降解的。因此對聚乳酸的增塑劑以及添加劑要求是可完全生物降解的也越來越受到研究人員的重視。目前研究比較多的生物降解材料包括聚羥基脂肪酸酯(PHA)，聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，如果可以將這三種生物可降解的材料進行結合優勢互補，那產品的應用前景將非常的廣闊。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種水蒸氣透過率低的聚乳酸增塑產品及其生產方法。

本發明采用的技術解決方案是：

一種聚乳酸增塑產品，其特征是：是用由PLA與PBS共聚形成的PLA-PBS-PLA共聚物與PLA進行共混制得，在厚度為12μm，測試溫度為2℃時的條件下水蒸氣透過率為15～25g/m²*24h。

一種聚乳酸增塑產品的生產方法，其特征是：在催化劑存在的情況下利用丙交酯開環與PBS進行共聚形成PLA-PBS-PLA共聚物，再利用該共聚物與PLA進行共混，制得聚乳酸增塑產品。

丙交酯開環與PBS進行共聚反應的催化劑為乙酰丙酮鐵或硬脂酸亞鐵。

上述催化劑的用量為相當于PLA-PBS-PLA共聚物重量的0.05～1.0％。

PBS用量占PLA-PBS-PLA共聚物的重量百分含量為20％～80％。

PLA-PBS?PLA共聚物的用量占聚乳酸增塑產品的重量百分含量為10％～80％。

PLA-PBS-PLA共聚物的數均分子量為7500～16000，且分子量分布Mw/Mn為1.1～1.5；其中PBS的數均分子量為4000～8000。

與以往的技術相比，本發明的有益效果在于：本發明產品薄膜在溫度為23℃時拉伸模量可以達到0.1～2GPa。最終薄膜中低聚物的含量在2wt％以下；同時該產品的水蒸氣透過率為：15～25g/m2*24h(測定條件：樣品厚度12μm，測定溫度為2℃)，使得產品在水蒸氣透過率要求比較低的領域得到了廣泛的應用；本發明制得的可塑劑的聚乳酸是PLA和PBS的嵌段共聚物，因此該可塑劑與PLA的相容性較好，在使用過程中不會從PLA的薄膜產品中遷移出來，這樣就解決了以往的添加劑從薄膜產品中遷移出來的缺陷，從而解決了PLA薄膜產品的使用壽命問題；由于使用的催化劑是鐵的化合物，不僅價格比較便宜而且在使用過程中析出的金屬化和物不會制毒，這樣使得產品的使用范圍不在受到的衛生方面限制；該產品的主要組份就是PLA和PBS兩種聚合物，該兩種聚合物又是完全可生物降解的，因此該塑性聚乳酸產品也是可完全生物降解的，廢棄的產品可以回收再利用為植物生長的堆肥。