[發明專利]一種增強聚（對苯二甲酸丁二醇?co?己二酸丁二醇）酯降解材料

在審

• 申請號: 201710222665.0
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106916421A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 鄒國享;屈鑫;趙彩霞;吳蓉;李錦春
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L23/08;B29C47/92
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技術領域

本發明具體涉及一種利用左旋聚乳酸和右旋聚乳酸原位形成立構復合晶體的方法來增強聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)的方法，本發明屬于高分子材料加工改性領域。

背景技術

PBAT是一種芳香族-脂肪族共聚酯，兼具PBA和PBT的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能，是一種良好的可生物降解彈性體；它易被自然界中的多種微生物或動植物體內的酶分解代謝，最終形成水和二氧化碳，不污染環境，可降解性則保證了PBAT是一種環境友好材料，可減緩目前塑料制品所帶來的白色污染問題，因此PBAT制品的研究受到新型材料產業界的廣泛關注。但其拉伸強度低，只有30MPa左右，不適合用于一些對于強度要求較高的場合。

聚乳酸(PLA)是一種脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性，可以在自然中完全降解，降解的最終產物為水和二氧化碳，不會對環境造成污染。同時具有較高的拉伸強度(>60MPa)，易加工成型，且價格相對PBAT便宜。因此，將PBAT與PLA共混制備生物可降解材料，兩種材料的優劣互補，該共混材料將具有較高的強度。將聚乳酸(PLA)和右旋聚乳酸(PDLA)等比例與PBAT共混，在擠出機中原位形成聚乳酸立構復合晶體，作為一種物理交聯點，將會進一步提升材料的強度。

中國專利(CN102702696A)公開了一種全降解生物材料及其制品，其中PBAT的含量為75-90％，剩余含量則為PLA。由于兩種材料本身的相容性問題，該生物材料強度不夠理想。而中國專利(CN103254597)通過PLA、PBAT和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)復合，同時，聚己內酯(PCL)、EVA與PLA接枝共聚物以及植物油多元醇改善體系的穩定性，相容性問題得到很好的解決，所制備的材料具有較好的拉伸強度和韌性，易于加工，但是體系的組成較多，配方復雜。

發明內容

一種增強聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯降解材料，其由下列重量份數的原料制備而成：

本發明中所述的PLA和PDLA用量相同，所述的PDLA分子量為5000-8000g/mol。

本發明中所述的擴鏈劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規三元共聚物。

上述一種增強聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯降解材料的制備方法，以聚(對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚乳酸和右旋聚乳酸為原料，聚乳酸和右旋聚乳酸的比例為1:1，加入擴鏈劑混合均勻后，采用雙螺桿擠出機熔融共混，擠出機螺桿轉速為100-150rpm，擠出機各段溫度為160-195℃，擠出造粒，制備得到高強度生物降解柔性材料。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

將PLA、PDLA與PBAT共混，得到的合金材料既具備PBAT的高韌性，又具備PLA的高強度，同時不損害兩種材料的降解特性。本發明采用PLA與低分子量的PDLA等比例添加，擠出機的溫度設定為160-195℃，在擠出機的前三段，當物料溫度低于185℃時，PLA、PDLA和PBAT均勻塑化，并有良好的混合，當物料溫度達到185-190℃時，PLA與PDLA在剪切場的作用下原位形成立構復合晶體(SC晶體)，這種原位形成的SC晶體的熔融溫度為220℃以上；而未參與形成SC晶體的部分PLA鏈段和PDLA鏈段則在擴鏈劑的作用下與PBAT發生擴鏈反應，因此SC晶體會形成一個良的物理交聯點，因此會賦予材料良好的拉伸性能；同時，由于SC晶體的含量可達到20％-30％，也會提高材料的耐熱性能，而在共混材料中PBAT的含量超過60％，則保證了材料良好的韌性；選用分子量較低的PDLA也有兩個優點，一是分子量低PDLA的生產成本遠低于高分子量PDLA的生產成本，另一個好處是在相同的添加量的情況下，分子量低的PDLA的摩爾數更多，分子鏈的運動能力更強，可以形成更多的SC晶體，有利于提高材料的耐熱性能和拉伸強度。

具體實施方式

下面結合各實施例詳細描述本發明，但應當理解所舉的實施例只是為了解釋本發明，而并非用于限定本發明的保護范圍。

實施例1

將預先干燥好的PBAT、PLA、PDLA按照一定比例稱取，總質量為4kg。PBAT的含量為60％，PLA與PDLA的含量各為20％，另外加入40g的擴鏈劑乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，使用高混機高速混合3min。將混合均勻后的物料加入到雙螺桿擠出機中，螺桿各段溫度為150-195℃，螺桿轉速為150rpm，擠出造粒，制備得到高強度的生物降解材料。