[發明專利]聚乳酸改性劑、制備改性聚乳酸的方法以及改性聚乳酸

有效

• 申請號: 201811453405.5
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109694559B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 佟毅;楊凱;白嵐;李義;潘喜春;王宇;關陽
• 申請（專利權）人: 中糧集團有限公司;吉林中糧生化有限公司;吉林中糧生物材料有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L91/00;C08K3/22;C08K5/11;C08K5/45;C08G63/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發明提供了一種聚乳酸改性劑、制備改性聚乳酸的方法以及改性聚乳酸。本發明的聚乳酸改性劑含有增韌劑、增塑劑、支化劑和抗水解劑。本發明還涉及制備高性能改性聚乳酸的方法，所述方法是將所述改性劑加入未改性的聚乳酸熔體中，在真空下進行熔體在線聚合反應，得到改性聚乳酸。本發明所獲得的改性聚乳酸具有優異的沖擊強度、拉伸強度和斷裂伸長率，拓寬了聚乳酸的應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種聚乳酸改性劑、制備改性聚乳酸的方法以及改性聚乳酸，屬于高分子材料領域。

背景技術

隨著國民經濟的高速發展，高分子材料的使用已經滲透到人們生活的各個領域，給我們的生活帶來了極大的便利，尤其是塑料薄膜材料，其應用面極為廣泛。然而，傳統的塑料薄膜材料主要以石油基(如聚丙烯、聚乙烯等)為原料制備而成。以這類材料制備成的薄膜材料使用后被丟棄到自然界中難以降解，導致了嚴重的環境污染問題。伴隨著石油資源的日益短缺以及人們對環境問題的高度關注和生活質量要求的提高，開發完全可生物降解性的高分子材料已成為現今國內外的研究熱點。

聚乳酸(PLA)屬于全生物降解高分子材料，這類材料使用后被丟棄到自然界中，能夠在自然界微生物作用下最終全部降解為H₂O和CO₂；同時，制備這些生物降解材料的原料大部分可以是植物基。因此，促進這類材料的使用不僅可以節約寶貴的石油資源，而且材料使用后不會給環境帶來任何負面影響，市場前景廣闊。

同時，聚乳酸還兼具良好的生物相容性、可加工性和力學性能等優點，因而受到廣泛的關注。然而，在實際應用中，聚乳酸自身的一些缺陷也限制了其大規模應用。

具體而言，首先，相對于傳統的聚丙烯、聚乙烯材料，聚乳酸的售價較高，使制備成的薄膜與傳統材料相比價格上在很大程度上失去競爭力；其次，目前的聚乳酸沖擊強度、拉伸強度差，使其應用受到很大的限制。

為了提高聚乳酸的韌性等各種性能，科研人員做了大量的工作。

專利EP0980894所述，是采用增塑劑或韌性較好的高分子材料與聚乳酸在雙螺桿機中熔融共混、造粒得到增韌改性的聚乳酸粒料，再將這種改性的聚乳酸粒料采用吹膜機吹塑制備聚乳酸薄膜；中國專利申請CN101328307A是在聚乳酸聚合時加入韌性較好的其他組分，在聚乳酸分子鏈上接上一部分柔性高分子鏈，制備得到增韌改性的聚乳酸粒料，然后，再將這種改性的聚乳酸粒料采用吹膜機吹塑制備聚乳酸薄膜。

但是，在現有的聚乳酸中，仍存在聚乳酸沖擊強度、拉伸強度、斷裂伸長率等性能不夠優異的缺點。

發明內容

為解決上述問題，本發明采用特定的聚乳酸改性劑，通過熔體在線聚合的方法制備改性聚乳酸，不僅克服了加工時生產效率低的問題、獲得了沖擊強度、拉伸強度和斷裂伸長率改善的改性聚乳酸，而且避免了添加改性劑通常導致聚乳酸分子量降低的現象。

因此，作為第一方面，本發明提供一種用于制備改性聚乳酸的改性劑，其中，所述聚乳酸改性劑含有增韌劑、增塑劑、支化劑和抗水解劑。

作為第二方面，本發明提供一種制備改性聚乳酸的方法，其特征在于，所述方法是在真空條件下，通過熔體在線聚合改性制備所述改性聚乳酸。

更具體而言，所述方法包括如下步驟：

步驟1：以丙交酯為原料，制備未改性的聚乳酸熔體；

步驟2：在真空條件下，在所述未改性的聚乳酸熔體中加入所述聚乳酸改性劑，通過所述熔體在線聚合改性制備所述改性聚乳酸。

優選地，所述方法包括如下步驟：

步驟1：以丙交酯為原料，制備未改性的聚乳酸熔體，將所述未改性的聚乳酸熔體由高壓熔體輸送計量泵連續地輸出，并經帶有加熱和保溫功能的輸送管道連續地輸入熔體混合裝置中；