[發明專利]低分子量的功能性共聚物提高生物可降解共混物相容性的方法及制得的共混物

有效

• 申請號: 202110489194.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113234308B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 童剛生;張崇印;熊書強;朱新遠;羅開舉;何紫東
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L33/12;C08L33/14;C08F220/14;C08F220/32;C08F222/06;C08F222/08;C08F212/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種低分子量的功能性共聚物提高生物可降解聚合物相容性的方法及制得的共混物。所述方法包括如下步驟：S1、低分子量的功能性共聚物的制備；S2、將低分子量的功能性共聚物與生物可降解材料混合均勻后，通過雙螺桿擠出機經過共混、擠出、冷卻和切粒，即可；所述生物可降解聚合物包括具有增強作用的生物可降解材料和具有增韌作用的生物可降解材料。本發明中通過微通道反應器制備低分子量的功能性共聚物，具有反應高效、組分可調、產率高、可規模化生產和綠色環保的特點。此外，低分子量的功能性共聚物能夠有效增強生物可降解聚合物間的相容性，如PLA和PBAT，PLA和PBST和PLA和PBS等。

技術領域

本發明涉及塑料改性技術領域，具體涉及一種低分子量的功能性共聚物提高生物可降解共混物相容性的方法及制得的共混物，尤其涉及高強高模的生物可降解材料(如PLA)與延展性優異的生物可降解材料(如PBAT、PBST和PBS)增韌改性制得的共混物。

背景技術

生物可降解聚合物經廢棄后能夠被微生物完全降解，這類材料的使用有望緩解人類正面臨的白色污染問題。然而，當前市售的生物可降解聚合物存在以下缺點：聚乳酸具有優異的力學強度和模量，但韌性差。而PBAT、PBST和PBS等雖然具有優異的延展性，但是強度和模量較低，限制了他們的使用。因此在現實應用中，往往需要將PLA與PBAT、PBST和PBS等共混，

目前聚乳酸增韌改性的方法已經被廣泛報道。例如，核殼增韌劑丙烯酸酯共聚物(ACR)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物等被用來增韌聚乳酸，并取得了一定效果，但是這些增韌劑均屬于非可生物降解的聚合物，因此全生物基聚乳酸材料的增韌研究是未來研究重要方向。其中PBAT、PBST和PBS具有生物可降解的特性，同時已經被工業化生產，因此這類聚合物被認為是最有實際應用前景的PLA增韌劑，但如何提升他們的界面相容性是制備性能優異的生物可降解共混物的關鍵。

專利文獻CN109486138A中記載了一種PHA改性的PLA/PBAT可生物降解樹脂，在PLA與PBAT共混造粒過程中，加入一定量的PHA，可起到增加PLA和PBAT相容性的作用。專利文獻CN102504506A記載了一種采用分子鏈中至少含有2個異氰酸酯(-NCO)官能團的低聚物作為相容劑增容PLA/PBAT合金的方法。專利文獻CN111378259A中記載了一種使用結構特殊的式(I)化合物作為相容劑，該相容劑的結構中含有環氧基團、雙鍵基團、羥基等高活性反應基團，可以和PLA和PBAT中分子中的羧基發生反應，起到了反應增容的作用。但這些方法仍存在一些缺點，比如相容劑的添加量大，PHA至少需要20份才能起到增容效果；其次采用異氰酸酯小分子化學物作為相容劑，這類異氰酸酯基團反應活性高，對濕度敏感，穩定性差，此外未反應完全小分子化合物易遷移至表面，有生物毒性。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供了一種低分子量的功能性共聚物提高生物可降解共混物相容性的方法及制得的共混物。本發明中，首次采用微通道反應器制備低分子量的功能性共聚物，具有反應高效、產率高、可規模化生產和綠色環保的特點，所制備的低分子量的功能性共聚物分子量可調，組成可控。PMMA與PLA、PBAT、PBST和PBS同屬脂類聚合物，彼此具有一定的界面相容性，PMMA部分的引入有利于功能性共聚物在PLA與PBAT、PBST、PBS共混物的中分散性，一定程度上增強生物可降解材料共混物的界面性能。功能性共聚物中的環氧基團和馬來酸酐組成能夠化學增容生物可降解材料共混物。苯乙烯的引入主要是為了增強馬來酸酐的反應活性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種低分子量的功能性共聚物提高生物可降解聚合物相容性的方法，包括如下步驟：

S1、制備低分子量的功能性共聚物；

S2、將低分子量的功能性共聚物與生物可降解聚合物混合均勻后，通過雙螺桿擠出機經過共混、擠出、冷卻和切粒，即可；