[發(fā)明專利]多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂、制備方法及應用

無效

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• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102757627A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 楊鳴波;蘭小蓉;劉正英;楊陸瓊
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L67/00;C08L33/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 伍見

技術領域

本發(fā)明涉及聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂及其制備方法和應用，具體涉及一種多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂及其在薄膜材料上的應用。

背景技術

近年來，聚乳酸（PLA）在薄膜包裝領域的應用中備受關注（Macromolecules,?2008,?41?(3)?:?655-662.）。然而，因聚乳酸熔體強度過低以及常溫性脆導致其成膜性不好或薄膜材料脆性大而限制了聚乳酸在此領域的擴大使用。因此提高聚乳酸的熔體強度和韌性非常重要。

在不改變材料可天然降解的前提下，相比于化學反應如支化、交聯或擴鏈等，通過與其他可降解脂肪族聚酯共混，如與聚丁二酸丁二醇酯（PBS）（Korea-Australia?Rheology?Journal?19(3):?125-131.）或聚（丁二酸丁二醇酯-co-l-乳酸酯）（PBSL）（Polymer?47(10):?3557-3564.）、聚己內酯（PCL）（Polymer?49(2):?599-609.）、聚乙二醇（PEG）（Journal?of?Applied?Polymer?Science?66(8):?1495-1505.）和聚乙烯醇（Journal?of?Applied?Polymer?Science?114(4):2481-2487.）等，以改善聚乳酸的韌性是最為常見和簡單有效的辦法。?

然而，由于聚乳酸與大多數脂肪族聚酯的相容性都不好，相間相互作用較差而限制了聚乳酸/脂肪族聚酯的進一步應用。因此如何改善聚乳酸和脂肪族聚酯分子鏈間相互作用以充分綜合兩種聚合物的優(yōu)勢成為了近年來研究的難題。以研究較多的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混體系為例，研究者先后嘗試通過加入過氧化二異丙苯(DCP)使PLA/PBS共混體系局部交聯化而進一步原位增容（Polym.?Eng.?Sci.?,?2009,?49?(1)?:?26-33）以及丁二酸丁二酯-丙交酯共聚物(PBSL)作為PLA的增韌劑（Polymer,?2006,?47?(10)?:?3557-3564）從而提高PLA材料的韌性。上述方法對PLA/PBS共混體系性能的提高取得了一定的成效，但前者由于引入不可降解的物質且反應不可控以及后者制備過程復雜且成耗大而不利于推廣使用。

總所周知，若聚合物體系中含有網絡結構有助于提高材料的穩(wěn)定性、力學性能。隨著近年來聚合物體系中氫鍵網絡結構的構建日益受到研究者們的關注，發(fā)明人嘗試利用多羧基聚合物對聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂進行改性，加之發(fā)明人前面的研究工作證實了多羧基聚合物有助于改善聚乳酸樹脂及其薄膜的性能，因此在此基礎上發(fā)明人進一步研發(fā)了利用多羧基聚合物對聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂進行共混改性制備多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂及其薄膜材料。而本發(fā)明經反復實驗證明多羧基聚合物對聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂的熔體流變性能以及吹膜性能均有著顯著的改善。其原理是多羧基聚合物的氫鍵與聚乳酸等脂肪族聚酯分子鏈上的羰基形成氫鍵而在整個體系中形成氫鍵網絡結構，從而實現對聚乳酸/脂肪族聚酯共混體系的增強增韌。多羧基聚合物不但可以與聚乳酸等脂肪族聚酯形成氫鍵網絡結構實現增強增韌，還可以根據需要選定具有不同強度和韌性的多羧基聚合物來進一步對該共混體系增強增韌。據此，本發(fā)明則通過將多羧基聚合物與聚乳酸樹脂和脂肪族聚酯樹脂直接熔體共混制備改性聚乳酸/脂肪族聚酯樹脂并將其擠出吹膜制得一種新型的多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂吹膜改性材料，從而多羧基聚合物網絡結構的貢獻實現聚乳酸和脂肪族聚酯兩者性能的優(yōu)化和綜合，其制備過程簡單可控，生產效率高，成本低廉。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂。

本發(fā)明是這樣實現的：

一種多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂，包括聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂和多羧基聚合物，其中聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂由重量百分比1%至99%的聚乳酸樹脂和重量百分比1%至99%的脂肪族聚酯組成，每100?g聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂中添加0.1至50?g的多羧基聚合物。

所述的多羧基聚合物是指在1個聚合物分子中具有7個以上的羧基數目的一類聚合物。（（PAA：羧基限制值的算法：以實驗所設定的PAA所需的最低分子量500來計算，其羧基數目為：500/72≌7（個）））

本發(fā)明的另一個目的在于提供所述多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混樹脂的制備方法，具體是：