[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度改性聚乳酸可降解復(fù)合材料及其制法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010427578.0
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111454555A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐小玉
• 申請（專利權(quán)）人: 嵊州市森拓新材料有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L51/02;C08G63/91
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 于潔

本發(fā)明涉及聚乳酸材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種高強(qiáng)度改性聚乳酸可降解復(fù)合材料，包括以下配方原料及組分：改性殼聚糖、改性聚己二酸?對苯二甲酸丁二醇酯型聚酯、聚乳酸。該一種高強(qiáng)度改性聚乳酸可降解復(fù)合材料，順丁烯二酸酐接枝改性殼聚糖在聚乳酸中具有很好的相容性，并且起到成核劑的作用，促進(jìn)復(fù)合材料結(jié)晶過程和結(jié)晶性能，增加了聚乳酸的分子鏈的規(guī)整性結(jié)晶度，提高了聚乳酸材料的拉伸強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能，二羥甲基丙酸為交聯(lián)劑制備的改性聚己二酸?對苯二甲酸丁二醇酯，表現(xiàn)出更高的斷裂伸長率和良好的韌性，并且增強(qiáng)了其在聚乳酸中的相容性和分散性，并且改善了材料的生物降解性和降解周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚乳酸材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高強(qiáng)度改性聚乳酸可降解復(fù)合材料及其制法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)塑料如聚乙烯、聚丙烯應(yīng)用非常廣泛且用量巨大，但是傳統(tǒng)塑料在自然界中很難被分解，會引起嚴(yán)重的白色污染，因此開發(fā)優(yōu)良的生物降解材料便成一項(xiàng)研究熱點(diǎn)，聚乳酸是一種生物相容性良好、可體內(nèi)降解吸收的生物高分子材料，在食品包裝、醫(yī)學(xué)和制藥學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，然而普通的聚乳酸降解周期較長、力學(xué)韌性較差等缺點(diǎn)，大大降低了聚乳酸材料的實(shí)用性和適用范圍。

聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯是一類生物可降解類聚酯，可以短時間內(nèi)在自然環(huán)境中降解為水，二氧化碳及其他生物質(zhì)，并且具有較大的斷裂伸長率以及良好抗沖擊性和耐熱性能等力學(xué)性能，通常需要界面改性劑或者增容劑，可以使聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯與聚乳酸通過共混改性形成復(fù)合材料，增強(qiáng)聚乳酸的降解性能和力學(xué)性能。

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度改性聚乳酸可降解復(fù)合材料及其制法，解決了聚乳酸材料降解周期較長和力學(xué)性能較差的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高強(qiáng)度改性聚乳酸可降解復(fù)合材料，包括以下按重量份數(shù)計的配方原料及組分：6-15份改性殼聚糖、18-22份改性聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯型聚酯、67-72份聚乳酸。

優(yōu)選的，所述改性殼聚糖為順丁烯二酸酐接枝殼聚糖，制備方法包括以下步驟：

(1)向反應(yīng)瓶中加入蒸餾水溶劑和殼聚糖，將溶液置于超聲處理儀中，在60-80℃下進(jìn)行超聲處理2-4h，超聲頻率為30-40KHz，再加入碳酸鉀和順丁烯二酸酐，將反應(yīng)瓶置于恒溫水浴鍋中加熱至60-70℃，勻速攪拌反應(yīng)8-12h。

(2)將溶液冷卻至室溫，再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH至10-11，加入蒸餾水進(jìn)行離心分離，取上層清液，加入冰醋酸，調(diào)節(jié)溶液pH至3-4，直至有大量沉淀生產(chǎn)，加入蒸餾水離心分離除去上層液體，固體產(chǎn)物充分干燥后得到順丁烯二酸酐接枝殼聚糖，即為改性殼聚糖。

優(yōu)選的，所述殼聚糖、碳酸鉀和順丁烯二酸酐的質(zhì)量比為1.7-2:0.7-0.9:1。

優(yōu)選的，所述超聲處理儀包括底座，底座的頂部固定安裝有鋁桿，鋁桿的外側(cè)活動套接有滑座，滑座的底部且位于鋁桿的外側(cè)固定連接有磁環(huán)，滑座的內(nèi)部活動安裝有與磁環(huán)對應(yīng)的電磁鐵，電磁鐵的上方安裝有楔形卡墊，滑座的內(nèi)部且位于楔形卡墊的上方開設(shè)有卡槽，底座的上方放置有瓶體，滑座上固定安裝有超聲發(fā)生器，超聲發(fā)生器的底部安裝有超聲探頭。

優(yōu)選的，所述改性聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯制備方法包括以下步驟：

(1)向水熱自動反應(yīng)釜中通入氮?dú)猓尤雽σ叶既軇Ρ蕉姿帷?,4-丁二醇和1,6-己二酸，攪拌均勻后再加入催化劑鈦酸四丁酯，反應(yīng)釜加熱至190-200℃，勻速攪拌反應(yīng)4-8h，再升溫至260-270℃，勻速攪拌反應(yīng)3-5h，再加入交聯(lián)劑二羥甲基丙酸，升溫至280-300℃，勻速攪拌反應(yīng)7-10h，將溶液置于冰水浴中冷卻，加入蒸餾水直至有大量沉淀生產(chǎn)，過濾除去溶劑，使用乙醇洗滌固體產(chǎn)物，并充分干燥，制備得到改性聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯。