[發(fā)明專利]一種有機成核劑及其制備和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210402334.2
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102875987A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 張乃文;任杰;曾超
• 申請（專利權）人: 上海同杰良生物材料有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L87/00;C08J3/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料領域，具體涉及一種有機成核劑及其制備和應用。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種具有優(yōu)良的生物相容性的聚合物，其來源于可再生資源農(nóng)作物（如玉米），最突出的優(yōu)點是生物可降解性，其使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，對保護環(huán)境非常有利。聚乳酸具有良好的力學性質(zhì)、熱塑性、成纖性、透明度高，適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，被產(chǎn)業(yè)界定為新世紀最有發(fā)展前途的新型材料。

但是作為工程塑料，聚乳酸存在結(jié)晶速率慢，成型制品的收縮率大、質(zhì)脆等缺點。為此，國內(nèi)外對如何提高聚乳酸的結(jié)晶速率、降低其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、如何提高其韌性等方面進行了較廣泛的研究。其中，添加結(jié)晶成核助劑提高聚合物結(jié)晶速度是一種在聚合物改性加工中常用的方法。結(jié)晶成核劑可分為有機、無機兩大類。常用的有機成核劑有含有苯環(huán)的堿金屬鹽類和長碳鏈脂肪羧酸金屬鹽，研究發(fā)現(xiàn)這類的金屬鹽會引起聚酯的降解，從而降低其力學性能、熱穩(wěn)定性能等。無機成核劑主要有蒙脫土、TiO2、CaO、MgO、BaSO4、SiO2、Al2O3等，這類成核劑的優(yōu)點是可以達到納米級粒徑尺寸，但在使用中存在團聚問題，難以在聚合物中保持納米尺度的均勻分散。

專利CN1366004利用雙螺桿擠出機將成核劑與聚酯材料共混加工，改善了成核劑分散問題且提高了聚酯結(jié)晶速度，但是對于生物降解材料來說，加工中熱降解劇烈，提高結(jié)晶速度的同時也降低了分子量。

專利申請?zhí)?01080032592.5，制備了聚乳酸立構(gòu)復合物并聲明了其可作為成核劑使用，但該立構(gòu)復合物在合成過程中混入了傳統(tǒng)的有機系和無機系成核劑，因此在作為成核劑使用時很難證明其成核效果不是來源于這些添加的傳統(tǒng)成核劑。并且，聚乳酸立構(gòu)復合物含有較多的端基基團，在與聚乳酸樹脂熔融混煉時將會造成自身和基體樹脂的熱降解，若降解劇烈，將嚴重影響制品的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種有機成核劑及其制備和應用。本發(fā)明的成核劑與聚乳酸及其組合物樹脂具有良好的相容性，能夠克服傳統(tǒng)成核劑在聚合物中團聚和分散不均勻的弊病，有效的提高聚乳酸及其組合物樹脂的結(jié)晶性能。

本發(fā)明首先公開了一種有機成核劑，該有機成核劑包括如下重量份的組分：

聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物????????1～100重量份

聚乳酸???????????????????????????0～50重量份

其中，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)通式如下：PLA-R1-PLA；其中R1為聚多元醇，PLA為聚乳酸。

進一步的，所述有機成核劑包括如下重量份的組分：

聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物????????1～100重量份

聚乳酸???????????????????????????1～50重量份

其中，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)通式如下：PLA-R1-PLA；其中R1為聚多元醇，PLA為聚乳酸。

較優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中，聚乳酸嵌段的重量百分比為50～99%，余量為聚多元醇嵌段。優(yōu)選的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中，聚乳酸嵌段的重量百分比為50～90%，余量為聚多元醇嵌段。

較優(yōu)的，所述聚乳酸-多元醇嵌段共聚物的酸值低于10mgKOH/g。更優(yōu)的，所述聚乳酸-多元醇嵌段共聚物的酸值低于1mgKOH/g。最優(yōu)的，所述聚乳酸-多元醇嵌段共聚物的酸值低于0.05mgKOH/g。

較優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚多元醇的單體為飽和脂肪族聚酯多元醇、不飽和脂肪族聚酯多元醇或芳香族聚酯多元醇。

更優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚多元醇選自聚乙二醇、聚環(huán)氧丙烷多元醇、聚環(huán)氧丁烷多元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氫呋喃二醇，聚丁二烯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇中任一種或多種的嵌段共聚物。

最優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚多元醇Mn值為500～20000。優(yōu)選的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚多元醇Mn值為500～10000。

較優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚乳酸為聚L-乳酸、聚D-乳酸或聚L-乳酸和聚D-乳酸的嵌段共聚物。

較優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚乳酸的Mn值為700～10000。

更優(yōu)的，所述聚乳酸-聚多元醇嵌段共聚物中的聚乳酸的Mn值為700～5000。