[發(fā)明專利]PLA/PBAT復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410462567.0
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104194294A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳玉娟;翁云宣;張婉露;刁小倩;張敏;胡晶
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工商大學(xué)
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08K5/00;C08K5/3492;C08K5/09;C08K5/098;C08K5/134;B29C47/92;C07D251/70
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 王安娜;李翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是涉及PLA/PBAT復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚乳酸(PLA)不僅可以完全生物降解，而且還有較好的機械性能和易加工性，但由于其沖擊強度和熱變形溫度低，應(yīng)用范圍大大受到限制。目前采用最多的增韌改性的方法就是加入其他聚合物與之共混。聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)作為一種三嵌段無規(guī)共聚物，除含有柔性鏈段之外，還含有苯環(huán)基團，當(dāng)PBAT分子插入到PLA分子鏈中時，由于苯環(huán)體積大，增大了PLA分子鏈的運動空間，使其運動能力增加，在結(jié)構(gòu)與性能上表現(xiàn)為PBAT增韌PLA。但是，PLA與PBAT之間的相容性不好，導(dǎo)致PLA/PBAT的共混物力學(xué)強度降低較多，因而使其應(yīng)用受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種PLA/PBAT復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，以提高PLA/PBAT材料的力學(xué)強度。

基于上述目的，本發(fā)明提供的PLA/PBAT復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：

將PLA和PBAT放入真空干燥箱中，于70～100℃下干燥8～16小時；

將超支化三嗪、PLA、PBAT、硬脂酸、硬脂酸鈣和抗氧化劑按照重量份配比分別為1～15份、40～80份、20～60份、0.5～2份、0.5～2份、0.5～2份放入密煉機中混合均勻，該密煉機的一區(qū)溫度為170～190℃、二區(qū)溫度為170～190℃、三區(qū)溫度為170～190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為20～50rad/min，密煉時間為400～550秒；

將從密煉機中擠出的混物料放入壓片機中進行壓片，制得所述PLA/PBAT復(fù)合材料，其中，所述壓片機的上壓片的溫度為170～190℃、下壓片的溫度為170～190℃，預(yù)熱時間為5～10分鐘，排氣時間為0.5～5秒，保壓時間為3～9分鐘，冷卻時間為8～15分鐘。

可選地，所述超支化三嗪的制備方法包括以下步驟：

步驟a，取三聚氯氰，加入丙酮進行溶解，制得三聚氯氰丙酮溶液；將二元胺和碳酸鈉加入到溫度為70～90℃的水中，將二元胺和碳酸鈉的水溶液以1～4滴/秒的速率滴加到三聚氯氰丙酮溶液中，在10～30℃水浴條件下反應(yīng)5～7小時；將溶液進行真空抽濾，得到G0.0-NH₂超支化三嗪；

步驟b，取三聚氯氰，加入反應(yīng)溶劑丙酮進行溶解，制得三聚氯氰丙酮溶液；取G0.0-NH₂超支化三嗪，加入到三聚氯氰丙酮溶液中，于65～85℃條件下反應(yīng)6～8小時；將溶液進行真空抽濾，得固體粉末，即得到G0.5-Cl超支化三嗪；

步驟c，交替實施步驟a和步驟b，以得到不同代數(shù)的末端為胺基的超支化三嗪。

較佳地，所述二元胺選自乙二胺、1,4-丁二胺、丙二胺、1,6-己二胺和對苯二胺中的一種。

優(yōu)選地，所述步驟a還包括：

將所述真空抽濾后的G0.0-NH₂超支化三嗪用70～90℃的去離子水洗滌，去除殘留的反應(yīng)物和副產(chǎn)物，然后在80～100℃的真空干燥箱中干燥30～60小時，得到G0.0-NH₂超支化三嗪固體粉末。

較佳地，所述步驟b還包括：

將所述真空抽濾后的G0.5-Cl超支化三嗪用70～90℃的去離子水洗滌，去除殘留的反應(yīng)物和副產(chǎn)物，然后在80～100℃的真空干燥箱中干燥30～60小時，得到G0.5-Cl超支化三嗪固體粉末。

可選地，所述超支化三嗪為1代至4代的超支化三嗪。

較佳地，所述超支化三嗪為2代或者3代超支化三嗪。

優(yōu)選地，所述抗氧化劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

本發(fā)明還提供一種PLA/PBAT復(fù)合材料，所述PLA/PBAT復(fù)合材料根據(jù)上述的PLA/PBAT復(fù)合材料的制備方法制得。

本發(fā)明還提供一種PLA/PBAT復(fù)合材料的應(yīng)用，所述PLA/PBAT復(fù)合材料應(yīng)用于制備薄膜或容器。

較佳地，所述PLA/PBAT復(fù)合材料應(yīng)用于制備生鮮包裝薄膜(包裝橘子、橡膠、蘿卜等)、合成紙用薄膜(標簽、明信片、名片等)、收縮包裝薄膜、透明視窗信封等，或者其他日常用品，如：一次性食品餐具、可重復(fù)利用和可回收的耐久性食品器具、胸牌、家電外殼及汽車內(nèi)部裝飾(地毯、備胎蓋等)等。