[發明專利]一種基于超支化聚合物制備高性能高流動性聚乳酸的方法

有效

• 申請號: 202110017393.7
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112694730B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 馬丕明;趙子儒;徐鵬武;楊偉軍;東為富;陳明清
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于超支化聚合物制備高性能高流動性聚乳酸的方法，屬于聚合物加工與改性技術領域。本發明利用超支化聚合物作為流動助劑，將具有特定結構的超支化聚合物在特定的添加量下與聚乳酸材料共混，可以得到同時具備高強度、高熔體流動性的聚乳酸復合材料，且具有完全的可生物降解性。可廣泛應用在塑料結構件、薄壁注塑、纖維紡絲、塑料包裝、汽車內飾件、醫用耗材等領域，前景廣闊。

技術領域

本發明涉及一種基于超支化聚合物制備高性能高流動性聚乳酸的方法，屬于聚合物加工與改性技術領域。

背景技術

石油資源短缺與環境污染的問題日益突出，生物基與生物可降解材料愈加收到人們的青睞，聚乳酸(PLA)作為一種生物基、可降解的材料，其合成原料來源于玉米等植物資源，來源充分且可再生。此外，聚乳酸還具有良好的生物相容性、加工性和力學強度，是理想的綠色高分子材料。

新型加工技術的興起對聚乳酸的性能提出了新的要求，例如薄壁注塑加工是一種生產超薄壁厚制件的加工技術，其具有節省原料，縮短加工周期等優點，要求聚合物具有極高的流動性及加工穩定性。而聚乳酸的熔體流動性尚未滿足薄壁注塑加工的需求，容易造成熔體不充滿型腔等問題。因此提高聚乳酸的熔體流動性稱為聚乳酸加工領域中亟待解決的問題。

添加流動助劑可以有效提高聚合物熔體流動性，專利CN101175804公開了一種高流動性的聚酯組合物，其中流動助劑包含季戊四醇、3-羥甲基-氨基甲烷、1,1-二羥甲基-1-氨基丙烷、1,1,1-三羥甲基乙烷等小分子含氨基、羥基、羥甲基的化合物，有效的提高了聚酯的熔體流動性。但小分子添加劑具有易遷移的不足，其中所含的氨基也會造成酯鍵的氨解，降低聚合物的力學性能。專利CN1563187公開了一種高流動性玻纖增強PBT的制備方法，其加入的不飽和聚烯烴有效的提高了組合物的流動性，大分子的結構以及表面具有的極性結構使其不易遷移，但不飽和聚烯烴不易發生降解，限制了其在降解材料中的應用。加入同種結構的低分子量聚酯也可以提高聚合物的熔體流動性，例如一種具有大環寡聚酯結構的CBT(類似PBT結構)，本身具有極低的熔體粘度，高溫下可像水一樣流動，以其為流動助劑加入PBT中可有效降低PBT的熔體粘度(CN1043514A)。應用在PET及PBT等聚酯上的流動助劑種類繁多，但目前對于聚乳酸的流動助劑研究很少，針對于其他聚酯的流動助劑不一定適用于聚乳酸材料。因此，有必要發明一種針對于聚乳酸材料的，具有良好降解性能且較少基體力學性能的流動助劑。

發明內容

本發明的聚乳酸復合材料具有較高的熔體流動性能，同時具有良好的生物降解性能以及高的拉伸強度。可廣泛應用于塑料結構件、塑料包裝、薄壁注塑、纖維紡絲、汽車內飾件、醫用耗材等領域。

本發明第一個目的在于提供一種超支化聚合物在改善聚乳酸材料流動性中的應用，所述應用是將超支化聚合物作為流動助劑添加到聚乳酸材料中。

在本發明的一種實施方式中，所述聚乳酸材料為聚乳酸或者聚乳酸的質量百分含量大于50％的聚合物材料。即，可以是純聚乳酸聚合材料；或者可以是聚乳酸與其它聚合物混合的聚合材料，其中，聚合材中聚乳酸的質量百分含量大于50％，其它聚合物包括如下任意一種或多種：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)，丁二酸-丁二醇酯(PBS)，聚乙醇酸(PGA)，聚碳酸酯(PC)，聚碳酸亞丙酯(PPC)，聚-β-羥丁酸(PHB)，聚氯乙烯(PVC)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。

本發明的一種實施方法中，當聚乳酸材料為是聚乳酸與其它聚合物混合的聚合材料時，還需要加入大于0且不超過10％的助劑，所述助劑包括：抗氧劑、成核劑。其中，抗氧劑可選抗氧劑1010，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；成核劑可選氮化硼成核劑(BN)。

在本發明的一種實施方式中，所述超支化聚合物與聚乳酸材料與質量比為(0.1-10)：(90-99.9)。即，超支化聚合物相對總質量的質量分數為0.1％-10％(總質量是指超支化聚合物與聚乳酸的質量總和)。