[發明專利]一種多單體接枝聚乳酸相容劑及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011519221.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112661911B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 王華君;郭蕊;俞朝暉;程雁飛
• 申請（專利權）人: 深圳市裕同包裝科技股份有限公司
• 主分類號: C08F283/02
• 分類號: C08F283/02;C08F222/06;C08F220/06;C08F220/18;C08L1/02;C08L67/04;C08L67/02;C08L51/08
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 李瑩

本發明提供一種多單體接枝聚乳酸相容劑及其制備方法及應用，該多單體接枝聚乳酸相容劑由極性單體混合物接枝第一聚乳酸后形成，所述極性單體混合物由順丁烯二酸酐、甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯混合形成；所述極性單體混合物與所述第一聚乳酸按照極性單體混合物：第一聚乳酸＝1?4:10的比例進行接枝。通過接枝反應將極性單體接枝到聚乳酸分子鏈上的相容劑，能改善聚乳酸和植物纖維等極性填料的相容性。采用三種極性單體組合，使多單體接枝聚乳酸相容劑能夠適應不同的生物質填料，提高聚乳酸復合材料制造時的聚乳酸與不同的植物纖維二者之間的界面相容性，提升植物纖維等極性填料在塑料基體中的增強效果，從而降低聚乳酸復合材料的制作成本，提高經濟可行性。

技術領域

本發明涉及高分子材料接枝改性技術領域，尤其是指一種多單體接枝聚乳酸相容劑及其制備方法及應用。

背景技術

基于石油化工原料的塑料制品的使用限制日漸嚴格，可生物降解塑料的應用逐漸提上了日程。以生物質資源作為原料合成的聚乳酸具有強度高、加工方便等特點，被認為是有潛力替代石油化工塑料的可生物降解塑料之一。以可降解塑料原料聚乳酸替代石油化工塑料原料，可以讓木塑復合材料朝著更為環保的方向發展。但是，因為聚乳酸分子鏈極性較低，而組成植物纖維主要成分的纖維素由于表面含有較多羥基而具有較高的極性，因此，聚乳酸與纖維素二者共混時，需要采用相應的提高兩者界面相容性的手段才能獲得良好的界面結合。對于傳統的石油化工塑料，已經有成熟的極性單體接枝物作為相容劑。以馬來酸酐等極性單體與聚合物進行接枝改性合成官能化的聚合物，能夠在酸酐基團的作用下與生物質填料進行結合，這類官能化的聚合物的分子鏈又能夠和塑料基體的分子鏈產生物理纏結從而提高塑料基體和生物質填料的粘接性。使用聚乳酸替代石油化工塑料用于木塑復合材料產業時，同樣需要相應的相容劑來改善和植物纖維之間的結合，但并不能夠直接適用于合成聚乳酸復合材料中，因而，目前的相容劑的接枝效率低，且無法適用不同種類的纖維材料。此外，聚乳酸的韌性較低、結晶性能較差并且價格昂貴，這些因素限制了聚乳酸真正實現大規模的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：設計一種接枝聚乳酸相容劑，提升不同纖維材料的接枝效率，提升聚乳酸復合材料的力學性能，擴大聚乳酸的應用規模。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種多單體接枝聚乳酸相容劑，由極性單體混合物接枝第一聚乳酸后形成，所述極性單體混合物由順丁烯二酸酐、甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯混合形成；所述極性單體混合物與所述第一聚乳酸按照極性單體混合物：第一聚乳酸＝1-4:10的比例進行接枝。

進一步地，所述順丁烯二酸酐、所述甲基丙烯酸和所述丙烯酸丁酯按照順丁烯二酸酐：甲基丙烯酸：丙烯酸丁酯＝1-5:1-3:1-2的比例混合。

進一步地，所述極性單體混合物與所述第一聚乳酸按照極性單體混合物：第一聚乳酸＝1-2:10的比例進行接枝。

一種多單體接枝聚乳酸相容劑的制備方法，包括依次執行的以下步驟：

S1：將極性單體混合物和引發劑充分溶解于溶劑中，得到改性溶液；

S2：將改性溶液和第一聚乳酸進行混合，在室溫下攪拌至溶劑完全揮發，得到混合料；

S3：在氮氣氛圍下所述混合料進行熔融接枝反應，得到所述多單體接枝聚乳酸相容劑；所述引發劑的用量為所述第一聚乳酸用量的0.5-3％。

進一步地，所述溶劑為丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃中的一種，其用量為所述第一聚乳酸用量的10-30％。

進一步地，所述引發劑為過氧化二異丙苯，其用量為所述第一聚乳酸用量的0.5-2％。

進一步地，在所述步驟S3中，在165-175℃條件下接枝反應完成后，還經過造粒，造粒完成后在100-110℃條件下干燥10-14h。