[發明專利]一種可降解聚甲基乙撐碳酸酯基微層共擠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710889461.2
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107650360A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 蔣果;徐景活;陳梁
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B29C47/56
• 分類號: B29C47/56;B29C47/06;C08L69/00;C08L101/16;C08L29/04;C08K5/053
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 楊燕瑞

技術領域

本發明屬于聚合物加工技術領域，特別涉及一種可降解聚甲基乙撐碳酸酯基微層共擠復合材料及其制備方法。

背景技術

當前，隨著“溫室效應”、“白色污染”等環境問題日益突出，可降解、可再生的高分子材料得到越來越多的關注與重視。聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)是由溫室氣體二氧化碳(CO₂)和環氧丙烷合成的脂肪聚酯，其在合成過程可消耗二氧化碳而且可以完全生物降解，是一種“雙向綠色”的環保高分子材料。PPC分子鏈柔順性大，易于加工，擁有很好的阻隔性能，在代替石油基阻隔材料乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等傳統包裝材料的應用上具有廣闊的前景。然而PPC因其玻璃化溫度低，熱穩定性和力學性能較差而使其在實際應用中受到極大的限制。采用共混改性的方法對提高PPC的力學強度、熱穩定性和阻隔性能有一定效果，但改善的幅度不大。因為在共混體系中，各組分是一般是以分散相或者連續相的形態存在，因此較難確保良好的分散性和兩相相互作用，這嚴重限制了共混體系綜合性能的進一步提高。

研究發現，通過微層共擠出技術可以制備層數達成百上千的交替多層復合材料，其各組分的相形態始終呈現層狀結構，且交替疊加排列，這賦予了微層復合材料獨特的力學、阻隔、光學、阻尼和電磁性能。當前，國內外采用微層共擠方法對聚甲基乙撐碳酸酯進行改性的研究報道極少，因此，采用微層共擠出方法來改性聚甲基乙撐碳酸酯的技術仍有待改進。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種可降解聚甲基乙撐碳酸酯基微層共擠復合材料。本發明復合材料力學性能、阻隔性能得到提高，且完全生物降解。

本發明另一目的在于提供一種上述可降解聚甲基乙撐碳酸酯基微層共擠復合材料的制備方法。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種可降解聚甲基乙撐碳酸酯基微層共擠復合材料的制備方法，通過將聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)和可降解改性劑熔融后經微層共擠出制備得到。

所述可降解改性劑包括可降解塑料，包括但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚己內酯(PCL)、淀粉和纖維素中的至少一種。

當所述可降解改性劑包括聚乙烯醇(PVA)時，還包括丙三醇。

所述的熔融微層共擠出具體通過：

將聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)和可降解改性劑分別由兩臺擠出機擠出后經過多層倍增器交替疊加，再由口模進行定型實現；

或者將聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)，和聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)/可降解改性劑混合物分別由兩臺擠出機擠出后經過多層倍增器交替疊加，再由口模進行定型實現。

上述制備方法具體為將所述組分經擠出機擠出后分別進入共擠出機的疊加原件中，疊加得到2ⁿ⁺¹層，經定型得到復合材料。

當采用聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)和可降解改性劑分別單獨作為兩個組分時，所述聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)和可降解改性劑的質量比為50:50～95:5。

當采用聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)為其中一個組分，聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)/可降解改性劑混合物作為另一個組分時，混合物中所述聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)和可降解改性劑的質量比為5:95～95:5。

當體系中含有丙三醇時，所述丙三醇的用量為1～5phr。

當采用聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)為其中一個組分，聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)/可降解改性劑混合物作為另一個組分時，所述混合物先采用螺桿擠出機進行共混改性。

當所述可降解改性劑與PPC相容性不好或加工溫度相差較大時(如PVA)，可通過添加增溶劑或增塑劑從而提高兩者的相容性和加工性能，優選為丙三醇，其用量優選為1～5phr。

本發明還提供上述制備方法得到的可降解聚甲基乙撐碳酸酯基微層共擠復合材料。