[發(fā)明專利]熱塑性共混物材料及共混物熱塑性薄膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811235255.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111087766A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 王洪學;申長江
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L51/08;C08L3/02;C08J5/18
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種熱塑性共混物材料及共混物熱塑性薄膜及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術中熱塑性淀粉與脂肪族芳香族共聚酯相容性差，成膜性差，膜制品拉伸性差而使其應用領域受限的技術問題。本發(fā)明通過采用一種熱塑性共混物材料，以質(zhì)量份數(shù)計，包括以下組分：(1)90至60份的脂肪族芳香族共聚酯；(2)10至40份的熱塑性淀粉；(3)0.1至10份的脂肪族芳香族共聚酯接枝聚合物的技術方案，較好地解決了該問題，可用于熱塑性淀粉與脂肪族芳香族共聚酯共混物薄膜的工業(yè)化生產(chǎn)中。

技術領域

本發(fā)明屬于脂肪族芳香族共聚酯、熱塑性淀粉與脂肪族芳香族共聚酯接枝聚合物的共混物材料領域，涉及一種熱塑性共混物材料及共混物熱塑性薄膜及其制備方法，具體渉及一種脂肪族芳香族共聚酯、熱塑性淀粉與脂肪族芳香族共聚酯接枝聚合物的熱塑性共混物材料及共混物熱塑性薄膜及其制備方法。

背景技術

憑借輕便、耐用、加工性能好等特點，以石油為原料生產(chǎn)的塑料已被廣泛應用于各個領域。通用塑料如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等在自然界可長期穩(wěn)定存在，難以降解，給環(huán)境造成了嚴重的污染。另一方面，石油屬于不可再生資源，長期使用會造成資源短缺及加劇氣候變化。而生物降解材料在自然環(huán)境下可較快降解而成為解決塑料廢棄物環(huán)境污染問題的有效途徑之一。因此，開發(fā)出非石油基的全降解塑料對解決白色污染、氣候具有重要意義。

淀粉因其生物降解性能良好，可再生、來源廣泛、價格低廉等有點，成為生物降解材料開發(fā)的原料。但是，淀粉是多羥基化合物，其鄰近分子間以氫鍵相互作用形成微晶結構的完整顆粒，故其本身加工和機械性能較差而無法單獨作為材料使用。然而，淀粉在增塑劑的作用下，利用高溫、高剪切可制備熱塑性淀粉作為熱塑性塑料材料來使用。但熱塑性淀粉卻因吸濕性高、制品尺寸穩(wěn)定性差以及加工過程中抗熱能力弱等缺點而受到極大的限制。為了克服這些缺陷，通常將熱塑性淀粉與其他不可生物降解樹脂進行共混，但現(xiàn)有市場上的淀粉基塑料淀粉含量較低，這大幅增加了淀粉基塑料的生產(chǎn)成本，同時也降低了淀粉基塑料的生物降解性，如接枝改性淀粉增容LLDPE/淀粉共混體系【李曉，袁惠根，《合成樹脂及塑料》，1996】，丙烯酸接枝聚乙烯增容LLDPE/淀粉共混體系【李曉，袁惠根，《中國塑料》，1999】。

鑒于不可生物降解樹脂的加入會降低淀粉基塑料的降解性能，將其他可降解樹脂與熱塑性淀粉(TPS)共混可以解決這一問題，如TPS/PBAT(聚對苯二甲酸-co-己二酸丁二醇酯)【李旭娟，鐘淦基，冉蓉等，《中國塑料》，2014】、TPS/PBS(聚丁二酸丁二醇酯)【宋聰雨，王佩璋，程希，《中國塑料》，2006】、TPS/PLA(聚乳酸)【沈子銘，張偉陽，袁龍等，《塑料工業(yè)》，2014】、TPS/PCL【李守海，儲富祥，王春鵬等，《現(xiàn)代化工》，2009】。由于添加的可降解樹脂一般都屬于低極性物質(zhì)，而熱塑性淀粉具有較高的極性，二者之間的相容性差，這也是導致淀粉基塑料中淀粉含量較低、性能較差的主要原因。為了克服和解決這一問題，可以對淀粉進行適當?shù)母男蕴幚恚部梢詫νㄓ脴渲M行改性，還可以選用適當?shù)脑鋈輨档蛢上嚅g的界面張力，有效地提高熱塑性淀粉與另一通用樹脂之間的界面結合力，改善共混材料的熱性能、力學性能和降解性能。

本發(fā)明選擇將可生物降解樹脂脂肪族芳香族共聚酯進行接枝，引入羥基或環(huán)氧基團等極性基團，將接枝聚合物作為增容劑，提高TPS與上述可生物降解樹脂間的相容性。現(xiàn)有技術則是將含有羥基或環(huán)氧基團的單體直接作為增容劑，添加到TPS與可生物降解樹酯中在共混的同時增強兩相間的作用力，“一步法”得到TPS與可生物降解樹脂的共混物【CN101353400 A】。與現(xiàn)有技術不同之處在于本發(fā)明首先將含有羥基或環(huán)氧基的單體通過接枝反應引入可生物降解樹脂主鏈上作為增容劑，隨后添加到TPS與可生物降解樹脂中進行共混擠出，“兩步法”得到TPS與可生物降解樹脂的共混物。本發(fā)明的優(yōu)勢在于在低接枝率的條件下得到性能比“一步法”好的多的薄膜，提高增容劑增容的效率，防止游離的增容劑只作用于TPS之間，而接枝的增容劑主鏈與可生物降解樹脂相同，羥基或環(huán)氧基側基可以與TPS相互作用或者反應，存在于TPS與可生物降解共聚酯的交界面，在TPS與可生物降解樹脂之間起到橋梁作用，增加兩相的相容性以提高成膜性及力學性能。