[發明專利]一種用于聚乳酸改性的復合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201611226717.3
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108239267B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳市虹彩新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/08;C08G81/00;C08L87/00;C08L67/04;D01F8/14;D01F8/16
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 崔佳佳;陸鳳

本發明公開了一種用于聚乳酸改性的復合物及其制備方法與應用。從生物基衣康酸出發，在衣康酸分子結構上分別通過反應，制備出了在衣康酸單元上聯結有左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和非晶柔性聚酯鏈段的復合物。當復合物與左旋聚乳酸共混后，在熔融成型加工中，處于衣康酸單元上的相鄰的左旋聚乳酸和右旋聚乳酸鏈段，在熔體降溫過程中能快速形成分子內的立構復合結構，不但能成為加快左旋聚乳酸的結晶過程的成核劑，而且立構復合結構還能起到物理交聯點的作用，與聯結于衣康酸單元上的非晶柔性聚酯形成軟硬段結構，具有對左旋聚乳酸良好的增韌作用。

技術領域

本發明屬于高分子材料改性領域，涉及了一種具有提高左旋聚乳酸熱變形性，改善韌性的復合功能改性劑的制備方法及應用。

背景技術

聚乳酸(PLA)又稱聚羥基丙酸或聚交酯。通常意義上的PLA為左旋聚乳酸(PLLA)。PLLA是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源(如玉米、甘薯、土豆等)所提取的淀粉原料制成。淀粉原料經由發酵過程制成乳酸，再通過化學合成轉換得到。PLLA具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解。PLLA具有通用高分子材料的基本特性，有著良好的機械加工性能，收縮率低，能夠勝任大多數合成塑料的用途，被廣泛用于制作包裝材料、一次性餐具、家電外殼、纖維、3D耗材等。

PLLA的強度和模量是生物降解高分子材料中最大的，但其韌性差，缺口沖擊強度為2-3KJ/m2，斷裂伸長率為4％左右；熱變形溫度低，0.46MPa負荷下僅為54℃。PLLA的性能缺陷嚴重限制了其應用范圍，為了擴大其的應用領域，圍繞增韌和提高熱變形溫度成為PLLA改性技術領域研究的重點。

通常認為，添加成核劑可以改善PLLA的結晶速率、結晶度等，從而有利于提高其熱變形溫度。目前廣泛研發的成核劑體系主要有有機和無機(CN200810041439.3，CN101333331A)成核劑體系。其中有機成核劑主要分為：酰肼類(CN101641409B)、酰胺類(CN101857715A)、羧酸鹽類(CN103880627A)和超分子類(CN200910195539.6)。

研究發現聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)可以形成形成立構復合結構(Stereocomplex Polylactide,sc-PLA)(Macromolecules,1987,20,904-906)。sc-PLA具有結晶誘導期短、速度快的特點，可作為PLLA的成核劑使用(CN102597106B、CN 102838858B)，對制品采用擠出、吹塑等加工工藝有利，而且sc-PLA在晶體厚度小于PLLA均聚物晶體的情況下，Tm卻可高達230℃，遠高于PLLA的175℃，其制品的熱變形溫度也提高到160℃(Macromolecules,1991,29,191-197)。

PLLA的增韌技術是改性技術領域的另一重點。PLLA的增韌方法主要有：通過添加小分子酯類或聚乙二醇(PEG)低聚物提高斷裂伸長率。

對現有的關于PLLA提高熱變形溫度與增韌技術的分析可以得出:絕大多數技術在提高熱變形溫度的同時對增韌考慮較少；反之，現有的增韌技術不但不能提高PLLA的熱變形溫度，反而使體系結構的規整性下降，結晶能力弱化，使熱變形溫度進一步降低。

發明內容

本發明的第一方面提供了一種以衣康酸為骨架的聚乳酸改性復合物，所述的復合物具有如下結構式(I)：

式中，

R₁、R₂選自-OH，或-O-Z，

并且當R₁為-OH時，R₂為-O-Z；當R₁為-O-Z時，R₂為-OH；

或R₁和R₂共同構成＝CH₂；