[發明專利]一種PHA/PLA共混合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201110251356.9
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102408689A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 鐘路華;藍小平;譚觀岳
• 申請（專利權）人: 山東省意可曼科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K9/04;C08K9/06;C08K3/34;C08K3/26
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技術領域

本發明涉及材料領域，更具體地說，涉及一種可完全生物降解的PHA/PLA共混合金及其制備方法。

背景技術

傳統塑料行業消耗大量的石油能源以及帶來的“白色污染”已經受到越來越多的關注，從上個世紀60、70年代以來，人們開始了對生物降解塑料的研究和開發，目前已經有多種生物降解材料(Biodegradable?material)問世，生物降解材料生物降解后，成為水和二氧化碳，不會對環境產生危害。目前對生物降解塑料研究較多的集中聚乳酸(PLA)、聚羥基烷酸酯(PHA)等方面。

聚羥基烷酸酯(PHA)是一類由微生物合成的高分子聚酯，其分子量一般在幾萬到幾百萬之間，廣泛存在于自然界的多種微生物體內。PHA的分子結構多樣性強，因此其性能也具有很強的可變性和可控性，目前已發現的聚合物組成單體超過150種，各種單體的不同結構將為生物聚酯材料帶來許多功能以及應用，并且新的單體將被不斷地發現出來。它的某些物理性質與傳統的石油基塑料聚丙烯類似，由可再生的能源合成，并且可以完全生物降解。

其中，以3-羥基丁酸為單體組成的聚3-羥基丁酸酯(PHB)是PHA中最為常見的一種，是一種結晶型的聚合物，因其物理性質較脆，而不適用于工業化應用。而PHB的一些共聚物的物性可由原來的硬脆變為軟韌，如聚-3-羥基丁酸酯-4-羥基丁酸酯共聚物(P3HB4HB)，由于引入直鏈酯族柔性單體4-羥基丁酸(4HB)，韌性提高、延展性大幅度提高，可接近橡膠的性質。隨著柔性單元的增加，共聚物由結晶性的硬塑料向富有彈性的橡膠態過渡，且兼具良好的熱穩定性，可加工成透明的薄膜和強度很高的纖維。據研究表明，PHA共聚物中可以通過改變聚合物中柔性分子的含量來改變聚合物的物理機械性能，以獲得具有不同剛性、結晶性、熔點和玻璃花溫度適用于不同用途的材料。

聚乳酸(PLA)是由人工半合成的熱塑性脂肪族聚酯，并且合成它的單體乳酸是由可再生的玉米、谷物等發酵而來的，也被稱為是“玉米塑料”。PLA結晶度大、透明度極好，有良好的抗溶劑性、防潮性、耐油脂、透氣性，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，另外具有優良的生物相容性，無毒、可生物降解，降解產物不會在重要器官聚集，因此用途十分廣泛，但是聚乳酸是一種典型的線性聚合物，其熔體彈性差，使得其在實際應用過程中還存在一些困難。聚乳酸易吸水，水含量對其加工性能的影響顯著。而且純的聚乳酸很脆，較低斷裂伸長率(僅僅6％)和較高的模組阻礙了其在很多方面的應用，如果要加工成塑料薄膜這類用途最為廣泛的一次性包裝材料就只能通過雙向拉伸的方法進行成型，而要使用常規的吹塑的方法必須添加合適的增塑系統，而且添加增塑體系不能影響可生物降解性能，由于脆性太大，PLA也很難在普通注塑機上注塑出質量良好形狀復雜的制品。

總的說來，PLA可以降解，但是加工性能較差，很難通過常規的加工方法在常規聚合物加工設備上加工出復合使用要求的產品。為了擴大其應用領域，目前大多數通過改性的方法來提高其加工性能，主要包括：(1)共聚改性，與其他親水物質共聚，工業復雜；(2)共混改性，與其他可生物降解材料共混，工業簡單易操作；(3)復合改性，以PLA為基體與其他材料復合改善PLA的脆性，可以成型較復雜的形狀，但是大多不能通過傳統的塑料加工機械成型，應用范圍受限制。

目前公開了一些PHA和PLA共混材料，但上述公開的技術制造的共混物雖然有一定的韌性，但是其剛性不足，主要只能在塑料包裝材料如薄膜上使用，在諸如注塑制品如化妝品瓶、保鮮盒、顯示器外殼等以及對剛性要求很高的建筑工程用板材上的使用有很大的局限性，其性能也不夠理想。

發明內容

為克服上述技術缺陷，本發明公開了一種可完全生物降解、綜合性能良好的共混合金。

本發明同時還公開了制備上述共混合金的方法。

本發明的技術方案如下：一種PHA/PLA共混合金，在所述共混合金中還添加了填料，所述PHA份數為60-80份，所述PLA為10-40份，所述填料為10-25份。由于對PHA、PLA以及填料的含量進行了限定，可以充分發揮PHA和PLA各自的性能優勢，制備的共混合金韌性和剛性兼備、熱穩定性和流動性能優異。

所述填料為滑石粉、碳酸鈣、石灰、石膏、蒙脫土、高嶺土、水鎂石、木粉、秸稈、膨潤土、粉煤灰、貝殼粉、甲殼粉中一種或多種混合物。