[發明專利]大分子增塑劑的制備方法與改性聚乳酸的制備方法

有效

• 申請號: 201410525487.5
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104231215B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 黃紹永;陳學思;李杲;邊新超
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/34;C08G18/42;C08L75/14;C08L67/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及聚乳酸技術領域，尤其涉及大分子增塑劑的制備方法與改性聚乳酸的制備方法。

背景技術

廢棄的塑料制品，特別是層狀和薄膜塑料制品，是人們生活和工作中不可避免的廢棄物，而由其造成的環境污染問題日益嚴峻。因此開發和使用環境友好的、可生物降解的塑料成為全世界范圍內的熱點。

采用生物質資源制備的塑料聚乳酸，是目前全球產業化規模最大、性價比最高的塑料。聚乳酸作為一種環境友好的塑料，其最大的優勢就在于可生物降解性，同時聚乳酸具有良好的加工性能和力學性能。但是，聚乳酸由于缺乏支鏈結構，導致其熔體強度低難以吹塑成膜，同時聚乳酸硬而脆的缺點，使其難以直接在柔韌性層狀和薄膜制品領域得到廣泛應用。

為了擴大聚乳酸的應用領域，需要對聚乳酸進行改性。改性聚乳酸最好的方式是既能進一步提高聚乳酸的加工性和力學性能，又不破壞材料的可降解性。目前改善聚乳酸柔韌性的有效方法是添加增塑劑。但是，傳統的增塑劑都是小分子，容易從聚合物基質中遷移出來，在聚合物基質中留下空洞，導致材料的進一步脆化。因此，由于增塑劑不穩定、容易析出的缺點，使得由增塑劑改性的聚乳酸力學性能差，改性聚乳酸依然不能得到廣泛應用。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種大分子增塑劑以及改性聚乳酸的制備方法，由于大分子增塑劑穩定、不易析出的特點，使得由大分子增塑劑改性的聚乳酸的加工性與力學性能很好。

有鑒于此，本申請提供了一種大分子增塑劑的制備方法，包括以下步驟：

將偶聯劑與增塑劑混合，反應后得到第一反應產物；

將偶聯劑與蓖麻油混合，反應后得到第二反應產物；

將所述第一反應產物與所述第二反應產物混合，反應后得到大分子增塑劑；

所述增塑劑為檸檬酸三酯及其衍生物或大分子多元醇化合物。

優選的，所述偶聯劑選自二異氰酸酯類偶聯劑、環氧類偶聯劑和酸酐類偶聯劑中的一種。

優選的，所述二異氰酸酯類偶聯劑為三甲基六亞甲基二異氰酸酯、二甲基聯苯二異氰酸酯、鄰苯二甲基二異氰酸酯、2,4-二異氰酸甲苯酯、萘二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和二環己基甲烷二異氰酸酯中的一種或多種；所述環氧類偶聯劑為環氧類丙烯酸縮水甘油酯中的一種，所述酸酐類偶聯劑為均苯四甲酸酐。

優選的，所述檸檬酸三酯及其衍生物為檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、檸檬酸三辛酯、乙?；鶛幟仕崛□セ?-乙酰檸檬酸三乙酯；所述大分子多元醇化合物為聚乙二醇、聚己內酯和聚乳酸低聚物中的一種或兩種。

優選的，所述偶聯劑中官能團的總量與增塑劑和蓖麻油中羥基的總量的摩爾比為(0.6～1):1。

本申請還提供了一種大分子增塑劑的制備方法，包括以下步驟：

將偶聯劑與增塑劑混合，反應后得到反應產物；

將所述反應產物與蓖麻油混合，反應后得到大分子增塑劑；

所述增塑劑為檸檬酸三酯及其衍生物或大分子多元醇化合物。

優選的，所述偶聯劑的官能團的總量與所述增塑劑和蓖麻油中羥基的總量的摩爾比為(0.6～1)：1。

本申請還提供了一種改性聚乳酸的制備方法，包括：

將增塑劑與聚乳酸熔融共混，得到改性聚乳酸；

所述增塑劑為上述方案所制備的大分子增塑劑。

優選的，所述增塑劑的質量為所述大分子增塑劑與所述聚乳酸總量的5wt％～30wt％。

本申請還提供了一種改性聚乳酸的制備方法，包括以下步驟：

將偶聯劑與增塑劑混合，反應后得到第一反應產物；

將偶聯劑與蓖麻油混合，反應后得到第二反應產物；

將第一反應產物、第二反應產物與聚乳酸熔融共混，得到改性聚乳酸；

所述增塑劑為檸檬酸三酯及其衍生物或大分子多元醇化合物。

本發明提供了一種大分子增塑劑與改性聚乳酸的制備方法，在制備大分子增塑劑的過程中，本申請采用具有可反應羥基基團的蓖麻油、增塑劑為反應組分之一，與偶聯劑反應，上述兩種組分反應可以得到超支化大分子增塑劑，增塑劑分子量的提高可以抑制小分子的遷移，提高增塑效果和增塑劑的穩定性。由于本申請制備的大分子增塑劑與聚乳酸具有良好的相容性，支化結構可以增加聚乳酸分子鏈的纏結作用，提高熔體強度，改善其熔體流動特性，提高聚乳酸的吹塑成型加工性能；同時增塑劑穩定、不易析出的特點，可以顯著提高聚乳酸的力學性能。

附圖說明

圖1為聚乳酸與改性聚乳酸熔體的粘度曲線對比圖；