[發明專利]用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核劑及應用方法

有效

• 申請號: 201110407651.9
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102492248A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 楊彪
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: C08L29/14
• 分類號: C08L29/14;C08L67/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

技術領域

本發明涉及一種用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核劑及應用方法，具體說，涉及一種用于聚酯材料聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的聚乙烯醇縮醛類大分子成核劑及其應用方法。

背景技術

聚合物材料結晶度的高低，結晶形態和結晶結構的差異將影響聚合物材料的性能，從而影響其應用。常用的聚酯類材料其性能受結晶的影響顯著。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚酯，由于本身具有生物降解性，近年來成為方興未艾的研究熱點。但是由于合成工藝的問題，所得聚酯的分子量一般較低，而且其加工溫度一般較低，加工過程中容易降解，導致其力學性能和制品的使用性能不佳。

高效成核劑的加入能有效的降低材料的球晶尺寸，提高其結晶速率，使晶粒的結構微細化，從而提高制品的剛度，熱變形溫度，尺寸穩定性及透明度和表面光澤度。成核劑由于用量少，對材料的化學結構、生物降解性能影響很小，所以添加成核劑是提高生物降解聚酯性能的一種有效方法。

聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的成核劑包括有機和無機兩大類。常見的無機成核劑主要包括無機納米粘土類，無機氧化物等材料，如蒙脫土，二氧化硅（SiO₂），滑石粉，碳納米管等。

唐義祥等用熔融共混法制備聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/納米高嶺土復合降解材料。結晶性能有所提高，復合降解材料中納米高嶺土添加量較少時，材料的缺口沖擊性能、斷裂伸長率和拉伸強度有明顯改善。

羅發亮等用溶液共混法制備了聚丁二酸丁二酯(PBS)/納米二氧化硅(nano-SiO₂)復合材料。加入納米二氧化硅，PBS的結晶溫度67.7℃提高到73.3℃。

Junjia?Bian等對nano-SiO₂/PBS復合材料研究發現nano-SiO₂具有成核作用。復合材料的模量和屈服強度得到增強。

張新偉等研究了滑石粉、TMB-5、碳酸鈣、硫酸鈣晶須、高嶺土等五種成核劑對聚丁二酸丁二醇酯(PBS)結晶行為及力學性能的影響。以滑石粉的效果最為突出，可使PBS的結晶溫度上升11℃，拉伸強度提高了4.4MPa。

Guoli?Wang等通過熔融共混制備了PBS/多壁碳納米管（MWCNTs）共混物。當MWCNTs含量為0.5%時，復合材料的結晶溫度可以達到90℃，比純PBS提高了約6℃。Song?L.和Qiu?Z.?B.通過溶液共混法研究發現，摻雜少量的MWCNTs能明顯改善納米復合材料中PBS的機械性能。Qiu?Z.?B.等通過溶液超聲法制備了PBSA與羧基功能化多壁碳納米管(f-MWCNTs)的納米復合材料。f-MWCNTs的加入極大的提高了PBSA的成核能力，加速了結晶過程。

Singh?R.和Ray?S.?S.通過熔融共混法制備了聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和表面氧化碳納米管（o-CNTs）的共混物。斷裂伸長率由純PBS的21.2%增加到納米混合物的55.1%，拉伸模量和強度略有增加。

常見的PBS及其共聚酯的有機類成核劑，通常包括芳環族或脂環羧酸的堿金屬鹽或鋁鹽（苯甲酸鑭，苯甲酸鋁，苯甲酸鈉，苯甲酸鉀），以及有機磷酸鹽類。

高利斌等研究了苯甲酸鑭(BenLa)、環磷酸鑭(PLa)、苯甲酸鋁(BenAl)和2828?4種成核劑對聚丁二酸丁二醇酯(PBS)結晶行為及力學性能的影響。結果表明，成核劑的加入使PBS球晶尺寸細化，球晶規整均勻，且結晶溫度向高溫方向移動，其中BenLa使PBS結晶溫度提高了9.16℃，成核改性后，PBS的力學性能較純PBS也有所改善。

張丹丹等采用熔融共混制備了PBS和籠形八苯基硅倍半氧烷(OPS)的復合材料。結果表明，OPS的加入，可以有效地改善PBS的韌性；OPS在PBS基體中起到成核劑及增韌的作用，使復合材料的結晶溫度升高，結晶速率加快，球晶尺寸減小；少量的OPS加入能夠提高復合材料的熱穩定性。

以上這些成核劑均為無機物或者小分子。這些成核劑跟PBS不完全相容，難以在PBS基質中均勻地分散。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種可以提高材料結晶溫度和結晶速度的大分子成核劑，并將該大分子成核劑均勻分散于聚酯基體中，明顯提高樹脂的力學強度等性能，從而改善制品的應用性能。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核劑，其為聚乙烯醇縮醛。