[發明專利]一種聚丁二酸丁二醇酯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711263813.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108219391A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 謝招旺;韓常玉
• 申請（專利權）人: 湖北光合生物科技有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04
• 代理公司: 荊門市首創專利事務所 42107
• 代理人: 董聯生

一種聚丁二酸丁二醇酯復合材料及其制備方法。立構復合聚乳酸增強的聚丁二酸丁二醇酯復合材料按重量份計，原料及組成為：聚丁二酸丁二醇酯共聚物100重量份，立構復合聚乳酸10?40重量份，其中，立構復合聚乳酸中，聚左旋乳酸30?70重量份，聚右旋乳酸30?70重量份。將立構復合型聚乳酸與聚丁二酸丁二醇酯共混，增強純聚丁二酸丁二醇酯樹脂的力學性能。本發明中的原料易得，工藝簡單，采用兩步熔融共混的方法，避免引入擴鏈劑等不可降解的材料，在增強純聚丁二酸丁二醇酯樹脂的力學性能的同時而不引入其它非降解物質，因此形成的聚丁二酸丁二醇酯復合材料具有優異的生物降解性能。

技術領域

本發明屬于生物降解高分子材料技術領域。涉及立構復合聚乳酸增強的聚丁二酸丁二醇酯復合材料的制備方法。

背景技術

生物可降解高分子材料是指在使用期間性能優良，而使用后能在自然界微生物或酶的作用下，發生降解、同化并生成小分子物質，并最終分解為對環境無公害的水和二氧化碳等的聚合物。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是由1,4-丁二酸和1,4-丁二醇經縮聚而得，具有良好的生物可吸收性和生物相容性，無嗅無味。聚丁二酸丁二醇酯于20世紀90年代進入材料的研究領域，并且迅速成為生物可降解高分子材料的研究熱點。與PHA、PLA、PCL等生物可降解塑料相比，聚丁二酸丁二醇酯的價格相對較低，其合成原料的來源既可以是不可再生的石油資源，也可以是通過可再生的生物資源發酵而得。同時，聚丁二酸丁二醇酯可以在較長的貯存或使用期內保持性能的穩定，而使用后易被自然界（泥土、海水及堆肥等）的多種微生物或者動植物體內的酶代謝、分解，最終轉化為二氧化碳和水，是一種可以實現來自自然而又回歸自然的完全生態循環生產的綠色材料。聚丁二酸丁二醇酯是典型的可完全生物降解的高分子材料，并且具有力學性能好、加工性能優異、熱穩定性優良和成本較低等特點，有望成為傳統塑料的替代品，是生物可降解高分子材料中的佼佼者。

聚乳酸（PLA）是由可以再生的植物資源提取出的淀粉發酵成為乳酸，進一步聚合而成的脂肪族聚酯，是脂肪族聚酯中研究較為活躍的品種之一。聚乳酸玻璃化轉變溫度和熔點分別為60℃和175℃左右，在室溫下是一種處于玻璃態的硬質高分子，其熱性能與聚苯乙烯相似。聚乳酸具有熱塑性，能夠像PP、PS和PET等合成高分子一樣在通用的加工設備上進行成型加工。聚乳酸能夠完全生物降解，各種聚乳酸產品使用以后埋在土壤中，經過一定時間以后會自然分解為水和二氧化碳，不會造成環境污染。聚乳酸與一般的合成高分子材料不同，具有可生物降解性和植物來源性兩大特點。圍繞這兩大特性，聚乳酸能夠在減少環境污染、節省石油資源以及減輕地球溫室效應方面展開很多頗具意義的應用。聚乳酸有三種立體異構體：聚左旋乳酸（PLLA）、聚右旋乳酸（PDLA）和聚消旋乳酸。其中，聚左旋乳酸和聚右旋乳酸之間可以發生立構復合而得到聚乳酸的立構復合物，稱之為立構復合型聚乳酸。1987年，Ikada等[Macromolecules 1987,20:904-906]第一次報道了立構復合型聚乳酸，之后，逐漸引起了科研工作者們的注意。近年來，采用立構復合技術成為了開發耐熱型聚乳酸的一個新的方向。研究表明，立構復合型聚乳酸的熔點可達230 ^oC，比純聚左旋乳酸或聚右旋乳酸的熔點高50 ^oC左右，其熱穩定性、力學性能以及耐水解性能均比純聚左旋乳酸或聚右旋乳酸要好。

發明專利CN105440602A公布了椰殼纖維增強的聚丁二酸丁二醇酯復合材料，通過熔融共混，使椰殼纖維均勻的分散在聚丁二酸丁二醇酯基體中，有效的發揮了其增強體作用，顯著提高了復合材料的力學性能。在過程中引入了偶聯劑、相容劑、潤滑劑等助劑且工藝繁瑣。

專利CN103183938A通過熔融共混，聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯通過偶聯劑化學偶聯形成的大分子偶聯物與蛋殼粉形成共混物，分子鏈優異結合，蛋殼粉起到增強作用，復合材料的拉伸模量比聚己內酯有所增加，斷裂伸長率提高，拉伸強度也得到提高，同樣是在過程中引入了偶聯劑，并且為不可降解物質，造成環境污染。但是，立構復合聚乳酸用于增強聚丁二酸丁二醇酯，改善其力學性能未見報道。

發明內容