[發(fā)明專利]一種柔性聚乳酸共聚物的制備方法

在審

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• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN105017513A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林存革
• 申請（專利權(quán)）人: 林存革
• 主分類號: C08G63/664
• 分類號: C08G63/664;C08G63/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及高分子量聚乳酸共聚物的制備方法。

背景技術(shù)

最近100年來，隨這高分子材料的技術(shù)發(fā)展，塑料工業(yè)從無到有，從小到大，全世界的塑料消費(fèi)也越來越多。據(jù)統(tǒng)計，2011年，全球塑料的使用量已經(jīng)達(dá)到了近2億噸的規(guī)模，但塑料飛速發(fā)展的同時，也帶來了兩個嚴(yán)重的問題：1、大量的塑料廢棄物給環(huán)境帶來了難以承受污染，白色污染問題困擾全球。2、塑料產(chǎn)品在生產(chǎn)和廢棄后處理的過程中，產(chǎn)生了大量的二氧化碳排放。

聚乳酸是最具商業(yè)開發(fā)價值的生物塑料，目前，生物塑料中近90％是聚乳酸。巨大市場需求，導(dǎo)致世界各國爭相研發(fā)、投資，加速了其商業(yè)化進(jìn)程，毫無疑問，聚乳酸產(chǎn)業(yè)是一個具高成長性和關(guān)系環(huán)保、減排的戰(zhàn)略性行業(yè)。

聚乳酸具有優(yōu)越的物理特性和生物相容性，但普通的聚乳酸也存在著斷裂伸長率低，韌性較差的缺陷，影響了其在薄膜、片材等柔韌性要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種柔性聚乳酸共聚物的制備方法，本發(fā)明的目的是為了提供一種由丙交酯、聚ε已內(nèi)酯、環(huán)氧大豆油形成的共聚物，具有高拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、低生產(chǎn)成本、可生物降解的柔性聚乳酸共聚物樹脂。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種柔性聚乳酸共聚物的制備方法，其原料組成部分為：丙交酯，聚ε已內(nèi)酯，環(huán)氧大豆油；各原料組分的重量份數(shù)分別為：

丙交酯????????????40-90份

聚ε已內(nèi)酯????????10-30份

環(huán)氧大豆油????????0-10份

其生產(chǎn)步驟為：

(1)、將丙交酯和聚ε已內(nèi)酯進(jìn)行干燥處理；丙交酯干燥的程序為：將物料加入真空耙式干燥機(jī)中，設(shè)備加熱溫度設(shè)定為70℃，真空度設(shè)定為絕對壓力≤5000Pa，物料的含水量達(dá)到≤200PPM，即為干燥結(jié)束；聚ε已內(nèi)酯干燥程序為：將物料加入真空耙式干燥機(jī)中，設(shè)備加熱溫度設(shè)定為40℃，真空度設(shè)定為絕對壓力≤5000Pa，物料的含水量達(dá)到≤200PPM，即為干燥結(jié)束。

(2)、按照原料的重量比列稱取丙交酯和聚ε已內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜內(nèi)；

(3)、按照一定的重量比例加入催化劑；

(4)、利用真空泵抽出反應(yīng)釜中的空氣，并加入高純氮?dú)猓绱朔磸?fù)2次，保持反應(yīng)釜中的氮?dú)夥眨淮诉^程反應(yīng)釜內(nèi)保持輕微正壓，一般為+0.01～0.03MPA，反復(fù)兩次充氣主要是為了反應(yīng)釜中的空氣被徹底置換。

(5)、按照一定的規(guī)律進(jìn)行升溫；加熱過程為程序式升溫，設(shè)備溫度保持120℃，待物料完全融化后，當(dāng)物料溫度介于130～140℃時間，保持0.2℃/Min的速度升溫，當(dāng)物料溫度介于140～150℃時間，保持0.1℃/Min的速度升溫，當(dāng)物料溫度≥150時，保持0.3℃/Min的速度升溫，直至出料。

(6)、在反應(yīng)到粘度達(dá)到20萬cps左右時，按照原料比例加入環(huán)氧大豆油；

(7)、繼續(xù)反應(yīng)，直至反應(yīng)物料的粘度不再明顯上升，結(jié)束反應(yīng)，進(jìn)行出料；

(8)、進(jìn)行脫揮、造粒、干燥處理，即可得到成品，一種柔性的聚乳酸共聚物。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的一種柔性聚乳酸共聚物的制備方法，還具有如下特點(diǎn)：所述的丙交酯為左旋丙交酯，右旋丙交酯，外肖璇丙交酯，內(nèi)肖璇丙交酯中的一種或者是數(shù)種的混合物。

丙交酯的含量要求高于99％，水份含量要求低于0.1％。

所述的聚ε已內(nèi)酯，重均分子量在5000～10000之間。

所述的環(huán)氧大豆油，環(huán)氧值≥6.0％。

丙交酯開環(huán)與PCL，環(huán)氧大豆油形成共聚反應(yīng)的催化劑為亞磷酸二烴基酯。

催化劑的用量相當(dāng)于丙交酯開環(huán)與PCL，環(huán)氧大豆油形成共聚物總重量的0.02％～2.0％。

丙交酯開環(huán)與PCL，環(huán)氧大豆油形成共聚反應(yīng)中所采用的PCL，重均分子量為10000～100000。

本發(fā)明以丙交酯、PCL、環(huán)氧大豆油為聚合單體，在催化劑存在的條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，其反應(yīng)溫度為130～180℃，其反應(yīng)壓力為-0.08～0.01MPA。

本發(fā)明中，所述的反應(yīng)釜為高分子材料領(lǐng)域一般意義上的反應(yīng)釜，可適應(yīng)本體聚合高粘度物料的要求即可。此處的高粘度指200萬cps。

本發(fā)明以丙交酯、聚ε已內(nèi)酯、環(huán)氧大豆油為原料，在催化劑、高溫、和惰性氣體保護(hù)的情況下進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，可得到柔性聚乳酸共聚物，該聚合物可以100％生物降解，生物相容性較好，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率等指標(biāo)都遠(yuǎn)超過純料聚乳酸，可用做薄膜、片材等柔性較高的應(yīng)用領(lǐng)域。