[發(fā)明專利]一類接枝共聚-共混高抗沖聚乳酸及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113402867B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 王艷色;李楊;冷雪菲;魏志勇;韓麗
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08G63/08;C08G63/78
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王闖

本發(fā)明屬于高分子材料合成與制備技術領域，主要為解決現有技術中聚乳酸存在的因抗沖擊性能不強導致的應用限制問題。本發(fā)明提供的接枝共聚?共混高抗沖聚乳酸及其制備方法主要是采用以羥基化橡膠和小分子引發(fā)劑共同引發(fā)丙交酯開環(huán)聚合的方式制備高抗沖聚乳酸，制備出的高抗沖聚乳酸是羥基化橡膠?g?聚乳酸接枝共聚物和聚乳酸均聚物的混合物。本方法采用本體聚合方式，不含溶劑，不存在溶劑回收和溶劑殘留的問題，產品純凈；制備出的高抗沖聚乳酸具有高分子量、高抗沖、高強度的特點，是一類可降解的高分子材料，具有反應體系簡單、適合工業(yè)化生產的特點。

技術領域

本發(fā)明屬于高分子材料合成與制備技術領域，尤其涉及一類接枝共聚-共混高抗沖聚乳酸及其制備方法。

背景技術

全球石油資源供給日趨緊張，以石油為原料的合成高分子所引發(fā)的環(huán)境問題日益突出的情況下，生態(tài)環(huán)境高分子需求量飛速增長。在我國提出“碳達峰、碳中和”目標的大背景下，在國家建設“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會”的要求下，生態(tài)環(huán)境高分子的發(fā)展迎來了重大機遇和挑戰(zhàn)。聚乳酸(PLA)是一種新型可降解高分子材料，是生態(tài)環(huán)境高分子材料中的重要一員，在應對全球能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖等危機中可發(fā)揮積極作用。目前，PLA的應用已經由生物醫(yī)學、食品包裝等領域擴展至汽車、電子、航空等領域，對材料的性能提出了更高更全面的要求。PLA的剛性強，但韌性和延展性較差，缺口沖擊強度僅為～30J/m，嚴重限制了其應用范圍，提高PLA材料的韌性一直是PLA改性領域的研究重點之一。研發(fā)高性能聚乳酸材料與關鍵制備技術，對生態(tài)環(huán)境高分子的發(fā)展具有重大價值和現實意義。

在現有技術中，PLA改性常通過共聚或共混的方法在PLA中引入橡膠等柔性組分來改善其韌性。共聚改性易于調控共聚物的組成和微觀結構，但聚合過程相對復雜。與共聚改性相比，共混改性更加簡單而直接，但在微觀結構調控上略顯不足。絕大多數橡膠與PLA的相容性較差，需要加入第三組分增容來改善橡膠與PLA的相容性。但是，聚合物共混物的相態(tài)結構受熱力學、動力學、制備方法和工藝條件等多重因素影響，共混方法只能夠在一定范圍內調控分散相粒子的尺寸和規(guī)則程度，并不能改變其“海島”相態(tài)結構。此外，為了使材料達到脆韌轉變，橡膠的加入量較大，導致抗沖聚乳酸的剛性有較大幅度降低，給抗沖聚乳酸的發(fā)展和應用帶來了不利影響。

因此，若能夠開發(fā)一種在制備工藝簡單，又能顯著提高抗沖擊性能的聚乳酸，將會極大的拓展聚乳酸的應用前景。

發(fā)明內容

為了解決現有技術中聚乳酸存在抗沖擊性能不強帶來的應用限制問題，本發(fā)明提供一類接枝共聚-共混高抗沖聚乳酸及其制備方法，

主要是以羥基化橡膠和小分子引發(fā)劑共同引發(fā)丙交酯開環(huán)聚合，所制備的高抗沖聚乳酸是羥基化橡膠-g-聚乳酸接枝共聚物和聚乳酸均聚物的混合物。本方法是本體聚合方法，不含溶劑，不存在溶劑回收和溶劑殘留的問題，產品純凈；制備出的高抗沖聚乳酸具有高分子量、高抗沖、高強度的特點，是一類可降解的高分子材料，具有反應體系簡單、適合工業(yè)化生產的特點。

為了實現本發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供一類接枝共聚-共混高抗沖聚乳酸，該高抗沖聚乳酸是羥基化橡膠-g-聚乳酸接枝共聚物和聚乳酸均聚物的混合物，其中，羥基化橡膠-g-聚乳酸接枝共聚物的質量分數為5％-30％，其余為聚乳酸均聚物；g表示接枝。

進一步地，所述羥基化橡膠-g-聚乳酸接枝共聚物具有梳狀結構，羥基化橡膠為主鏈，聚乳酸為支鏈。

進一步地，所述聚乳酸均聚物的分子量為3-30萬。

進一步地，所述羥基化橡膠-g-聚乳酸接枝共聚物的質量分數為10％-25％，聚乳酸均聚物的分子量為10-20萬。

另一方面，本發(fā)明提供一種上述接枝共聚-共混高抗沖聚乳酸的簡便高效的制備方法，主要采用接枝共聚-共混法，包含羥基化橡膠的合成和高抗沖聚乳酸的合成兩部分。