[發(fā)明專利]一種降解型復(fù)合材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810025508.1
• 申請(qǐng)日: 2008-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN101265356A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏圖;王景清;黃偉生;夏琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇瓊花集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L67/02;C08K5/14;B29C47/92
• 代理公司: 揚(yáng)州市錦江專利事務(wù)所
• 代理人: 江平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，具體地說(shuō)是一種聚乳酸/Ecoflex(丁二醇-己二酸-對(duì)苯二甲酸)降解型復(fù)合材料。

背景技術(shù)

由于20世紀(jì)后期快速擴(kuò)大的人類活動(dòng)而產(chǎn)生的能源和資源的大量消費(fèi)和廢棄，全球規(guī)模的環(huán)境問題和資源問題開始顯現(xiàn)。我國(guó)也自1993年起已轉(zhuǎn)變?yōu)樵蛢暨M(jìn)口國(guó)，2004年的進(jìn)口量已突破1億噸。2001年我國(guó)有機(jī)合成高分子相關(guān)制品的產(chǎn)量已達(dá)2500萬(wàn)噸，居世界第二位。這些制品在給我們生活帶來(lái)方便和舒適的同時(shí)，它們所造成的能源、資源、環(huán)境問題的壓力也是十分嚴(yán)重的。2005年中國(guó)塑料包裝材料需求量達(dá)到500萬(wàn)噸，按其中30％為難以收集的一次性塑料包裝材料和制品計(jì)算，則廢棄物產(chǎn)生量達(dá)150萬(wàn)噸；一次性日用雜品和醫(yī)療材料中一部分也是難以收集或不宜回收利用的，預(yù)計(jì)其需求量達(dá)100萬(wàn)噸。難以回收利用的塑料廢棄物對(duì)環(huán)境的污染、對(duì)生態(tài)平衡的嚴(yán)重破壞已引起了社會(huì)極大的關(guān)注。生物降解高分子材料是環(huán)境低負(fù)荷型合成材料，而且大部分生物降解高分子可以再生利用，這些優(yōu)勢(shì)使其成為當(dāng)今研究、開發(fā)的熱點(diǎn)。

聚乳酸是以可再生資源玉米淀粉為原料，經(jīng)發(fā)酵法得到乳酸，進(jìn)一步聚合而得到的。它不依賴于日益枯竭的石油資源，對(duì)于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。它的單體和聚合物都是無(wú)毒的并且具有良好生物相容性，可以用于人體組織、藥物緩釋等方面。它是完全可生物降解的高分子，最終降解為二氧化碳和水，不存在廢棄通用塑料所造成的環(huán)境污染。并且可以用熱塑性方法加工，具有高強(qiáng)度、高模量、高阻隔性能。但是由于聚乳酸高結(jié)晶度和T_g遠(yuǎn)高于室溫使其具有高強(qiáng)度、高剛度的同時(shí)，材料很脆，斷裂伸長(zhǎng)率很低，只有4％左右，其次它的韌性很差。再有就是加工穩(wěn)定性差，容易降解，水解，特別是PLA的端羧基對(duì)這種降解有催化作用。降解所產(chǎn)生新的羧基又會(huì)進(jìn)一步催化PLA的降解，如此惡性循環(huán)將導(dǎo)致PLA性能的大幅度降低。因此，通過與其它材料共混得到一種具有良好機(jī)械性能和物理性能的復(fù)合材料就特別有意義了。中國(guó)專利(CN?101033328A)就是用聚乳酸與二氧化碳聚合物共混得到了一種性能良好的共混物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有良好的力學(xué)性能，可降解，熱穩(wěn)定好，易加工的降解型復(fù)合材料。

本發(fā)明由10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇-己二酸-對(duì)苯二甲酸(Ecoflex)、1～5重量份的封端劑甲基丙烯酸縮水甘油酯、0.5～1重量份的引發(fā)劑、1～3重量份的加工助劑組成。

本發(fā)明所選用聚乳酸是乳酸衍生物產(chǎn)品，是以乳酸單體經(jīng)化學(xué)合成的新型生物降解性高分子材料，其無(wú)毒、無(wú)刺激性，具有優(yōu)良的生物相容性，最終降解為二氧化碳和水，不污染環(huán)境。聚乳酸的熱穩(wěn)定性良好，加工溫度在170～230℃，由良好的抗溶劑性，可用多種方式加工。

本發(fā)明所選用的共混物主要是Ecoflex(M_n＝3.96e4)，此為丁二醇-己二酸-對(duì)苯二甲酸共聚物，具有良好的生物降解性能，并且其加工性能優(yōu)異。這種材料也有很好的生物相容性，通過與之共混后，對(duì)聚乳酸本身的性能有很大的提高。

本發(fā)明所選用的封端劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯。

總之，本發(fā)明選用的丁二醇-己二酸-對(duì)苯二甲酸共聚物是一種生物降解材料，因此同聚乳酸共混后應(yīng)用不存在污染環(huán)境的問題。完全降解生成二氧化碳和水，在干燥環(huán)境中儲(chǔ)存，則不發(fā)生降解，并且它具有良好的加工性能和機(jī)械性能，同聚乳酸共混后可以得到具有預(yù)期的良好性能的聚合物。本發(fā)明聚乳酸與Ecoflex聚合物的相容性較好，在添加適當(dāng)?shù)姆舛藙┖图庸ぶ鷦┑那闆r下，可以得到一種機(jī)械性能和物理性能都優(yōu)于聚乳酸的復(fù)合材料，其具有良好的力學(xué)性能，可降解，熱穩(wěn)定性好，易加工的特點(diǎn)。這種復(fù)合材料生產(chǎn)的薄膜可以用于包裝材料等方面的生產(chǎn)。

本發(fā)明所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。

本發(fā)明所述加工助劑包括質(zhì)量比為1∶1∶1的熱穩(wěn)定劑、抗氧劑和抗紫外劑。

本發(fā)明第二目的是為上述降解型復(fù)合材料的制備方法：

將10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇-己二酸-對(duì)苯二甲酸(Ecoflex)、1～5重量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯、0.5～1重量份的引發(fā)劑和1～3重量份的加工助劑在混合機(jī)中混合均勻后，通過雙螺桿擠出機(jī)塑化擠出，得到降解型復(fù)合材料。

本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、易于生產(chǎn)，產(chǎn)品穩(wěn)定性好。