[發(fā)明專利]一種可降解PLA發(fā)泡材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711424204.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108003584B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳喬健;郭楊龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海德億化工有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L75/04;C08L67/02;C08L77/00;C08L91/06;C08L23/06;C08K13/02;C08K5/29;C08K5/053;C08K3/22;C08K13/06;C08K3/26;C08K7/24;C08J9/12
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發(fā)明涉及一種可降解PLA發(fā)泡材料及其制備方法，所述PLA發(fā)泡材料的制備步驟為：(1)：將聚乳酸投入至螺桿擠塑機一中，形成熱熔體一；(2)：將分子鏈改性劑和降解劑投入至螺桿擠塑機二中，剪切熔融反應(yīng)形成具有流動性的熱熔體二；(3)：將熱熔體一和熱熔體二泵入螺桿反應(yīng)器中，再加入擴鏈劑，反應(yīng)；(4)：反應(yīng)熔體接著泵入螺桿擠塑機三，再加入交聯(lián)劑、成核劑和發(fā)泡劑，混合均質(zhì)；(5)：所得均質(zhì)熔體輸出并發(fā)泡成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明模擬DNA序列重組進行“高分子功能碎片化→功能片段序列重構(gòu)”等過程，生成主鏈含功能片段和帶多功能副鏈的超高分子結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了發(fā)泡時間和溫度窗口，實現(xiàn)PLA發(fā)泡材料的物性增強與連續(xù)可控穩(wěn)定發(fā)泡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可降解發(fā)泡材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種可降解PLA發(fā)泡材料及其制備方法。

背景技術(shù)

高分子聚合物已廣泛用于制造從飛機到衣物的所有與人類生活相關(guān)的各個領(lǐng)域，但由于大部分聚合物來源于有機烴，其廢棄物數(shù)十年甚至于數(shù)百年都無法降解，而此類聚合物直接制成或發(fā)泡后制成日用包裝材料，餐盒，易耗品，電子膜，農(nóng)用膜等快速消耗品。僅中國每年產(chǎn)生的不可降解餐盒、不可降解塑料包裝袋就達數(shù)百萬噸，而使用壽命平均不足二十分鐘。已給環(huán)境和資源帶來難以衡量的壓力，全社會從政府，企業(yè)，民眾都深刻地認識到環(huán)境危機。目前可降解材料的開發(fā)，材料輕量化的開發(fā)，更高物理性能替代材料開發(fā)都成為最熱門研究和開發(fā)領(lǐng)域。

目前熱塑性聚合物彈性體的膨化常見的工藝路線：共混入化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡，共混入發(fā)泡球材料發(fā)泡，材料在高壓釜內(nèi)液化氣體滲透臨界發(fā)泡，螺桿物理臨界發(fā)泡。成型制取工藝又包括：澆注模內(nèi)膨化發(fā)泡，注塑膨化發(fā)泡，擠塑膨化發(fā)泡，發(fā)泡爐加熱發(fā)泡等。注塑發(fā)泡的發(fā)泡均勻性和發(fā)泡倍率較差，擠塑發(fā)泡的材料易熔體破裂導(dǎo)致泡孔擊穿和表面塌陷，高壓釜內(nèi)發(fā)泡存在較高安全風(fēng)險和產(chǎn)能效率低。按發(fā)泡原理分為：物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡。不論選取哪一種聚合物原料，也不論采用哪一種發(fā)泡方法，其發(fā)泡過程一般都要經(jīng)過：形成氣泡核→氣泡核膨脹→泡體固化定型等階段。

可降解熱塑性聚合物彈性材料的發(fā)泡和膨化后仍然需保有良好的物性，這就要求對膨化后材料結(jié)構(gòu)和材料泡孔等進行設(shè)計。但受制于材料本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)和加工工藝，發(fā)泡原理的理解等諸多方面，導(dǎo)致國內(nèi)對膨化的熱塑性聚合物彈性材料的控制方式簡單和不穩(wěn)定，特別是高度結(jié)晶的聚合物材料，如PLA、PET、PBT、PBS、PHA等，在材料性質(zhì)上以及加工工藝上鮮有穩(wěn)定可控膨化案例。此外，現(xiàn)有的可降解發(fā)泡材料在改善其可降解性的同時，往往難以保證其良好的拉伸強度等物理特性，進而使得發(fā)泡材料雖然可以實現(xiàn)可降解，但是自身強度等不夠而不耐用，嚴重偏移了產(chǎn)品涉及的初衷。本發(fā)明正是基于上述問題而提出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可降解PLA發(fā)泡材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種可降解PLA發(fā)泡材料，其包括以下重量份數(shù)的原料組分：聚乳酸PLA 1-100份，分子鏈改性劑1-50份，降解劑0-10份，交聯(lián)劑0-20份，擴鏈劑0-50份，成核劑0.01-1份，發(fā)泡劑0.1-10份。

優(yōu)選的，所述的分子鏈改性劑為聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚對苯二甲酸-1,3-丙二醇酯PTT、聚羥基脂肪酸脂PHA、聚酰胺PA或聚氨酯PU。

優(yōu)選的，所述的聚羥基脂肪酸脂PHA為聚羥基丁酸酯。

優(yōu)選的，所述的降解劑為醇、胺或有機二元酸。

更優(yōu)選的，所述的醇為丁二醇、己二醇或乙二醇；

所述有機二元酸為脂肪二元酸或芳香二元酸。