[發(fā)明專利]一種用于改善聚乙交酯(PGA)耐久性的母粒及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010164642.0
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111303457B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翁偉明;吳維果;貢秀君;劉志剛;孫朝暉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇金聚合金材料有限公司
• 主分類號: C08J3/22
• 分類號: C08J3/22;C08L67/04;C08L79/00;C08L31/04;C08K13/02;C08K3/26;C08K5/29;C08K5/5425;C08K5/14;C08K3/34;B29B9/06;B29C48/92
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明涉及一種用于改善聚乙交酯(PGA)耐久性的母粒，按質(zhì)量份，所述材料由下述組分組成：基體樹脂100份、酸中和劑30～300份、羧基封端劑5～50份、羥基封端劑5～50份、抗水解劑3～10份、接枝劑0.5～2份、輔助接枝劑0.5～3份、分散劑1～5份、相容劑0.5～2份組成。本發(fā)明的一種用于改善聚乙交酯耐久性的母粒具有加工使用方便、添加量少的特點，可同聚乙交酯顆粒混合后，進行注塑或擠出加工，在改善聚乙交酯制品室溫環(huán)境下的耐久性、貨架期方面具有出色的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可降解塑料助劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

可降解塑料越來越受到人們的關(guān)注。大多數(shù)塑料具有密度低、便于加工成型，耐久性良好等特點，在我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛使用。然而，當(dāng)塑料被廢棄并丟入環(huán)境中后，其不易降解的特性卻會帶來嚴重的環(huán)境污染。

聚乳酸(簡稱PLA)是一種較為廣泛使用的可降解塑料。但PLA的降解需要以工業(yè)堆肥為條件，在自然環(huán)境尤其是海水中，PLA的降解速度實際上也是很慢的。

聚乙交酯(簡稱PGA，又名聚乙醇酸)依托煤化工及石化技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了少量的工業(yè)化生產(chǎn)，其主鏈結(jié)構(gòu)如下：

但由于自身結(jié)構(gòu)原因，PGA主鏈中的酯鍵周圍沒有疏水性基團保護，并且主鏈酯鍵密度大，易于水解PGA的注塑或擠出制品即使在室溫環(huán)境下(23℃，70％相對濕度)保存也容易發(fā)生酯鍵的水解降解反應(yīng)，造成PGA的大分子鏈斷裂，引發(fā)其制品的降解，難以保證足夠長的貨架期，令其在一次性生活用品等領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大限制。因此，要想拓展PGA的應(yīng)用領(lǐng)域必須找到一種有效延長其耐久性的方法，也就是說要解決好PGA耐水解性差的問題，抑制住水解反應(yīng)。

PGA大分子上的酯鍵水解反應(yīng)活性也受到鏈段運動自由程度的影響，若能在PGA的酯鍵周圍引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)等能夠提高材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的措施，并且對PGA大分子鏈的活性端基進行有效封端，也能夠一定程度得改善PGA的耐水解性能。

乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑可以在引發(fā)劑的作用下被接枝到某些聚合物主鏈上，這些接枝在大分子鏈上的硅烷在特定的水汽環(huán)境下可以發(fā)生水解交聯(lián)，從而抑制大分子鏈的運動活性，提高材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，同時也消耗掉相應(yīng)的水分子，由此阻礙聚酯大分子酯鍵的水解。

對于PGA而言，由于PGA的熔點高達220℃以上(這么高的熔點，幾乎沒有現(xiàn)有的接枝劑能適用)，從其主鏈結(jié)構(gòu)來看，亞甲基旁就是大位阻的酯鍵，是無法用常規(guī)的接枝工藝獲得硅烷偶聯(lián)劑接枝的PGA化合物的。

公開號為CN 101484528B的專利介紹了采用羧基封端劑提高PGA耐水解性的方法，但實際上，僅僅對PGA實施羧基封端也是不夠的，因為殘留的活性端基(如羥基)也會造成降解加快的問題。該專利也報道了一種PGA和PLA共混材料及其制備方法，但該報道僅僅是將PGA同PLA進行了簡單的混合，實際上，由于這兩種材料極性差異大、相容性差，制備的材料僅能適用于對材料力學(xué)性能要求不高的領(lǐng)域。

公開號為CN 103210043A的專利報道了一種PGA同其它生物降解塑料以及堿性填料復(fù)合作為一種復(fù)合材料的方法，該專利中明確指出碳酸鈣等堿性無機填料的主要作用是提高材料的降解速度，而非抑制水解反應(yīng)。

此外，PGA這種材料并不適合經(jīng)過多次熱加工改性，這是因為首先PGA材料本身的熱穩(wěn)定性較差、熔融加工溫度又高，經(jīng)過一次雙螺桿造粒后就會造成PGA分子量出現(xiàn)較大幅度的下降。且PGA熱加工、冷卻等過程都需要嚴格隔絕水汽，對防潮要求特別高，PGA更適合通過注塑或擠出過程中添加功能母粒來實現(xiàn)改性。

因此，需要尋找一種具有更好加工適應(yīng)性，并且能夠有效提高PGA耐水解性，延長其制品貨架期又安全環(huán)保的PGA改性專用母粒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是公開一種用于改善聚乙交酯PGA耐久性的母粒。