[發明專利]插層聚合聚乳酸－有機化皂石復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810302430.3
• 申請日: 2008-06-30
• 公開（公告）號: CN101302282A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 甄衛軍;龐桂林;劉月娥;馬小惠;袁龍飛
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C08G63/06
• 分類號: C08G63/06;C08K9/04;C08K3/34;C08G63/78;C08L67/04
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所
• 代理人: 周星瑩;湯建武

本發明涉及以乳酸單體和有機化皂石為原料進行的插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料及其制備方法技術領域，是一種插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學與社會的發展，環境和資源問題越來越受到人們的重視，成為全球性問題。以石油為原料的傳統塑料材料應用廣泛，但其使用后很難回收利用，大量塑料廢棄物因其不可降解性而造成了目前嚴重的“白色污染”問題。可降解材料的出現，尤其是降解材料的原材料的可再生性為解決這一問題提供了有效的手段。作為一類性能優良的環保功能材料，聚乳酸具有優良的生物相容性和降解性能，使用降解為二氧化碳氣體與水，不污染環境。聚乳酸的原料來源于每年可再生的天然資源(如玉米等)，不依賴于石油資源。將聚乳酸作為以石油為原料的塑料和化學纖維的替代產品，將具有無限的發展前景，且對人類的可持續發展具有極其重要的意義。雖然聚乳酸是一種有應用前景的高分子材料，但是其屬于熱塑性脂肪族聚脂，熱穩定性差，限制了其應用領域。因為通過注射成型的PLA(polylactic?acid，聚乳酸)制品的熱變形溫度遠低于通用塑料聚苯乙烯和聚丙烯的熱變形溫度。因此當聚乳酸用作包裝容器時，不能用于耐熱性要求的食品類容器如湯盤、飯盒、杯子等，也不能用于微波爐加熱的容器(趙吉潔，蘇思玲等.聚乳酸耐熱改性研究進展.中國塑料，2007，21(4)：7-12)。即使用于無耐熱要求的材料，在夏季的倉庫保管和儲運中也可能會產生變形。耐熱性也限制了其作為工程塑料中的應用。因此只有通過改性才能使聚乳酸的應用領域得到拓展。近年來對聚乳酸的改性已經成為聚乳酸研究的熱點。

發明內容

本發明提供了一種插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料及其生產方法和制品，克服了現有技術之不足，使其熱穩定性能明顯提高，從而擴大了應用范圍。

本發明的技術方案之一是這樣來實現的：一種插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料，其按原料含有乳酸單體100重量份、有機化皂石1重量份至7重量份、催化劑為0.3重量份至1.0重量份、溶劑10重量份至100重量份。

本發明的技術方案之二是這樣來實現的：一種上述插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料的制備方法，其按下述步驟進行：??取所需量的預先已用3？即埃分子篩充分干燥的乳酸溶液，所需要量的有機化皂石、催化劑、溶劑高速攪拌2小時，使其充分混勻；緩慢升高溫度到135℃至145℃后，常壓下反應20分鐘至40分鐘，除去反應體系中大部分的游離水；當溫度升至145℃至155℃后，逐漸減壓至0.035MPa，反應8小時至12小時，盡量脫去乳酸中原含有的及反應生成的水；當觀察到已沒有水蒸餾出來以后，加入足量的3？即埃分子篩，升溫至170℃，并逐漸減壓至0.085MPa，使反應生成的水不斷排出；在設定的溫度和壓力下反應7小時至12小時，得到聚乳酸-有機化皂石復合材料；冷卻到室溫，加入所需量乙酸乙酯溶解，然后加入大量的蒸餾水，沉淀，抽濾；經多次溶解、沉淀處理后，所得產物在50℃下真空干燥后得到插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料。

本發明的技術方案之三是這樣來實現的：一種上述的插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料的制品，其特征在于以插層聚合聚乳酸-有機化皂石復合材料為原料制成的制品。

下面是對上述本發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述有機化皂石按原料可含有皂石和有機陽離子鹽，皂石與有機陽離子鹽的配比為每100克皂石比0.1摩爾至0.2摩爾有機陽離子鹽。

上述有機陽離子鹽可包括下述通式所表示的一種化合物或一種以上的化合物的混合物，其通式如下：

其中：A表示氮或磷，X表示氯或溴，R¹表示C₁₂至C₂₂的脂肪直鏈，R²和R³表示H或C₁至C₈的脂肪鏈或含脂環基鏈，R⁴表示芳基、取代芳基、芳基取代烴基、同R¹定義的基、或同R²定義的基。

上述有機陽離子鹽為十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨和雙十八烷基二甲基氯化銨中的一種或一種以上的混合物；或者有機陽離子鹽為十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨和雙十八烷基二甲基溴化銨中的一種或一種以上的混合物。

上述有機化皂石是通過下述步驟得到的：