[發(fā)明專利]一種全生物降解高韌性耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010150150.2
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101824211A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭文革;盧朝輝;王繼文;張好斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08K5/14;C08K5/1515
• 代理公司: 寧波市天晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠;任漢平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全生物降解高韌性耐熱型聚乳酸樹 脂及其制備方法。

背景技術(shù)

20世紀中，合成高分子材料的問世和快速發(fā)展極大地改善了人類的生活。隨著高分 子材料的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，合成高分子材料已與鋼鐵、木材以及水泥并列成為材料領(lǐng) 域的四大支柱。然而，合成高分子材料的大面積應(yīng)用也產(chǎn)生了兩個重大問題：有限的石 油資源消耗殆盡問題和廢棄塑料導(dǎo)致的白色污染問題。因此，對能夠保護環(huán)境的生物降 解高分子材料的研究開發(fā)已在全世界范圍內(nèi)蓬勃興起。

聚乳酸(PLA)是一種以可再生的植物資源為原料，經(jīng)過化學(xué)合成制備的生物降解高 分子，聚乳酸能夠同普通高分子一樣進行各種成型加工，如擠出、流延成膜、吹塑、注 塑、吹瓶、纖維成型等；另外，聚乳酸還具有獨特的生物相容性和生物降解性，因此， 作為一種生物降解高分子材料，聚乳酸已成為高分子學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點。

聚乳酸的強度和剛性高，但是韌性和抗沖擊性差，常溫下是一種硬而脆的材料。因 此對聚乳酸的增韌改性一直是其市場化的重要研究課題。目前對聚乳酸的增韌改性主要 有共聚改性、成型加工改性和共混改性等方法。

共聚改性法是通過在聚乳酸分子鏈中引入其他單體，使聚乳酸分子鏈規(guī)整度下降， 降低甚至完全喪失其結(jié)晶能力，從而降低聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點以及黏流溫度， 實現(xiàn)聚乳酸增韌目的的一種方法。目前能夠用來改善聚乳酸韌性的共聚單體種類包括內(nèi) 酯、醇類或酸類等。形成的共聚物中比較典型的有聚酯(例如聚己內(nèi)酯等)和聚醚(例如 聚乳酸-聚丙二醇嵌段共聚物等)。例如，中國發(fā)明專利申請公布說明書CN101134807公 開了通過引入其他脂肪族聚酯作為軟性鏈段來實現(xiàn)聚乳酸增韌的目的；中國發(fā)明專利申 請公布說明書CN1865321公開了一種L-聚乳酸-D-聚乳酸嵌段共聚物，該聚乳酸共聚物有 效地提高了聚乳酸的耐熱性能；中國發(fā)明專利申請公布說明書CN101100505公開了在聚 乳酸中引入聚碳酸酯鏈段，從而有效地提高了聚乳酸的韌性和耐熱型。目前對聚乳酸的 共聚改性法主要是通過丙交酯開環(huán)聚合實現(xiàn)，因此存在成本高的缺點，不利于大規(guī)模的 工業(yè)化開發(fā)。

成型加工改性法是對聚乳酸進行拉伸取向以提高其沖擊強度、耐水解性等性能的一 種方法。目前成型加工改性法被廣泛應(yīng)用在薄膜制品中。例如中國發(fā)明專利申請公布說 明書CN101397394公開了一種耐水解柔性聚乳酸取向制品及其生產(chǎn)方法。

與共聚改性法和成型加工改性法相比，共混改性法是一種更為經(jīng)濟的聚乳酸增韌改 性的方法。共混改性法是將聚乳酸與彈性體(例如丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS) 等)、韌性較好的聚合物(例如聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)等)、填料或者增塑劑共同混 合，從而達到聚乳酸增韌目的的一種方法。共混改性法可以有效地提高聚乳酸的韌性， 但是，另一方面也存在共混組分間相容性差、共混后體系的力學(xué)性能不理想、聚乳酸降 解性能下降等問題。例如中國發(fā)明專利申請公布說明書CN1250065A公開了在聚乳酸中加 入聚碳酸酯、中國發(fā)明專利申請公布說明書CN1701082公開了在聚乳酸中加入聚甲醛 (POM)實現(xiàn)聚乳酸改性的目的，但是，同時存在著聚乳酸降解性能下降或降解產(chǎn)物對環(huán) 境產(chǎn)生破壞等缺陷；中國發(fā)明專利申請公布說明書CA1475530A公開了向聚乳酸體系中添 加可降解的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)能夠在增韌的同時保留聚乳酸原有的生物降解特 性，但是由于聚乳酸與其他聚合物的相容性較差，共混后體系的力學(xué)性能達不到理想的 效果。

因此，兼顧成本、環(huán)境保護等因素的同時，提高共混組分間的相容性，進而提高力 學(xué)性能已成為當(dāng)前聚乳酸市場化研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種全生物降解高韌性 耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法，該聚乳酸樹脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能。