[發明專利]改性聚碳酸丙撐酯的制備方法

無效

• 申請號: 201210033179.1
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN103242634A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 馬永梅;安晶晶;曹新宇;王佛松
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08K5/521;C08K5/523
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明涉及改性聚碳酸丙撐酯的制備方法，特別涉及用磷酸酯改性聚碳酸丙撐酯的方法。

技術背景

聚碳酸丙撐酯(PPC)是由二氧化碳和環氧丙烷共聚合成的脂肪族聚碳酸酯，在自然環境中或強制性堆肥的條件下可以實現完全生物降解，此外，PPC是一類無色透明固體，無毒，無味，具有柔韌性高、氣體透過率低、生物相容性好等特點，可以用作脆性材料的增韌劑、食品藥品的包裝保鮮膜、藥物緩釋載體等。我國目前面臨嚴重的白色污染和能源緊缺問題，將PPC等可生物降解材料在某些領域如一次性塑料制品等替代普通聚烯烴樹脂材料使用，不僅解決了當前塑料制品難以降解而導致的白色污染問題，減少了CO₂的排放，而且在一定程度上節省了日益短缺的石油資源。目前，國內外已經開發出多種高效廉價的合成PPC的催化體系，大規模生產PPC已經進入產業化；但是，由于PPC分子量較為柔順、分子間作用力弱，它在常溫下處于無定形態，是一種非結晶性高聚物，加工性能不夠理想；其在受熱時還容易發生由分子鏈端羥基引起的解拉鏈降解，熱穩定性較差。以上缺點在很大程度上限制了PPC的推廣使用。

近年來，人們嘗試采用化學及物理改性手段來提高PPC的性能，但都存在諸多的不足。較常用的化學改性方法有兩種，一種是通過共聚在PPC鏈結構上引入空間位阻較大的第三單體如環氧環己烷、2-萘基縮水甘油醚等來增大PPC分子鏈的剛性，同時抑制端羥基引發的解拉鏈降解，從而提高共聚物的熱性能；另一種是通過在CO₂和環氧化合物共聚反應中引入少量側鏈帶雙鍵的第三單體如馬來酸酐和苯酐等，然后通過交聯或接枝共聚等方法達到改善PPC材料耐熱性和強度的目的?；瘜W改性能夠從根本上改變PPC的理化性能，效果比較明顯，但成本高，耗能大，實施路線較為繁瑣。

通過物理共混的方法獲得綜合性能優異的高分子材料是聚合物高性能化的發展方向，也是目前通過物理方法改性PPC的主要手段。孟躍中、董立松等人通過密煉機將原始淀粉與PPC直接共混制備了PPC/starch共混物，研究發現，由于PPC的C＝O基團和starch中的-OH基團間氫鍵作用的存在，PPC/starch的玻璃化轉變溫度(Tg)、力學性能和熱穩定性都得到了一定程度的提高；李曉紅等人用木質纖維素纖維對PPC進行改性研究，木質纖維素纖維的加入，同樣使得共混物的拉伸強度、楊氏模量增加，斷裂伸長率降低，共混物的玻璃化轉變溫度和熱穩定性也都得到了提高；甘志華等人采用溶液插入法制備了PPC/OMMT納米復合材料，從TEM和XRD看出，PPC/OMMT納米復合材料具有插入-剝落結構。少量的OMMT的加入，使得PPC的熱穩定性、玻璃化轉變溫度和力學性能都得到提高。盡管與其它高聚物共混能夠在一定程度上提高PPC的性能，但并沒有取得突破性進展，而且這種方法制備的共混物也較容易發生宏觀相分離，從而使制品喪失使用價值。

迄今為止，關于通過物理改性方法和使用磷酸酯而獲得性能提高的聚碳酸丙撐酯材料，尚無報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性聚碳酸丙撐酯的制備方法。

本發明的改性聚碳酸丙撐酯的制備方法，是將磷酸酯與聚碳酸丙撐酯在溫度為80～140℃下進行熔融共混，從而得到改性的聚碳酸丙撐酯。

所述的磷酸酯與聚碳酸丙撐酯的質量分數比為1～100∶100，優選質量分數比為1～50∶100。

所述的熔融共混可在開煉機或雙螺桿擠出機中進行。

所述的雙螺桿擠出機的螺桿轉速為50～300轉/分。

所述的磷酸酯優選選自脂肪族磷酸單酯、脂肪族磷酸二酯、脂肪族磷酸三酯、芳香族磷酸單酯、芳香族磷酸雙酯和芳香族磷酸三酯中的一種。

所述的聚碳酸丙撐酯可為各種分子量及分子量分布的聚碳酸丙撐酯。

本發明的改性聚碳酸丙撐酯的制備方法，是借助于聚碳酸丙撐酯與磷酸酯之間的特殊相互作用，妨礙了聚碳酸丙撐酯分子鏈的運動，同時阻礙由于受熱時端羥基進攻酯鍵引起的連鎖降解反應，從而提高了聚碳酸丙撐酯的玻璃化轉變溫度和熱穩定性；磷酸酯作為潤滑劑能夠降低聚合物熔體黏度，減少與設備之間的摩擦阻力，改善了材料的加工性能。該方法工藝簡便，易于操作，改性效果顯著，具有較高的應用價值，適宜于工業化生產。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不限于以下實施例。

實施例1