[發明專利]一種聚乳酸及其立構復合物膜材料和制備方法

在審

• 申請號: 202110872858.7
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113527643A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 景占鑫;黃曉蘭;廖夢玲;杜曉梅;劉幸琪;廖銘能;洪鵬志;李泳
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/664;C08G18/42;C08J5/18;C08L75/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提出了一種聚乳酸及其立構復合物膜材料和制備方法，包括以下步驟：雙羥基小分子有機化合物、內酯單體以及催化劑反應得到雙羥基官能化共聚酯；雙羥基官能化共聚酯、丙交酯及催化劑，反應得到雙羥基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物；將雙羥基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物、2(6?異氰酸酯已脲基)?6?甲基4[1H]?嘧啶酮加入甲苯中，加入催化劑，反應得到柔性多嵌段聚合物；將柔性多嵌段聚合物與左旋聚乳酸和/或右旋聚乳酸混合，通過流延法或共混造粒、注塑成型，得到聚乳酸或聚乳酸立構復合物膜材料。與常規聚乳酸及其立構復合物材料的增韌相比，本發明所制備的聚乳酸或聚乳酸立構復合物膜材料具有較高的力學強度和韌性，具有用作包裝材料的潛力。

技術領域

本發明涉及生物可降解高分子材料改性技術領域，更具體地，涉及一種聚乳酸及其立構復合物膜材料和制備方法。

背景技術

隨著石化基高分子材料產生的環境問題日益嚴重，基于可再生資源如淀粉、秸稈等生物質基高分子材料得到了快速的發展。在眾多生物質基高分子中，聚乳酸被譽為最具發展潛力的品種。但是，聚乳酸及其立構復合物材料仍然存在韌性較差的不足，限制了其應用。

近年來，隨著環保意識的不斷增強，聚乳酸及其立構復合物材料的重要性不斷顯現，發展了多種聚乳酸及其立構復合物材料增韌的方法，其中以聚乳酸或其立構復合物材料與柔性聚合物共混改性為主，也有一些專利公開的改性聚乳酸材料和聚乳酸增韌材料，但是這些材料制備過程中大量使用增塑劑或產生顯著的相分離，使熔體強度降低或增韌效果有限。另一種是在聚乳酸或其立構復合物材料共混改性加工過程中，引入帶有官能化基團的分子，其與聚乳酸或其立構復合物發生化學反應，在兩相界面形成界面層，提高相界面粘合力。這將在聚乳酸或其立構復合物材料中引入化學交聯結構，減弱聚乳酸或其立構復合物材料的降解性能，也影響了其回收熱塑再加工性能。

改性聚乳酸及其立構復合物材料，力學強度降低顯著，也影響其加工工藝、降解性能、回收熱塑再加工性能等，嚴重限制了聚乳酸及其立構復合物材料在更多領域的大規模應用。

發明內容

為了克服現有聚乳酸及其立構復合物材料增韌方法導致的材料加工條件和性能方面的不足，本發明提供了一種聚乳酸及其立構復合物膜材料和制備方法，這種方法制備的聚乳酸及其立構復合物膜材料，具有力學強度高且韌性良好的特點，也解決了目前聚乳酸或其立構復合物材料增韌導致的降解性能和回收熱塑再加工性能不足的缺點，具有很高的實用價值。

本發明所采用的技術方案是，

一種聚乳酸及其立構復合物膜材料的制備方法，包括以下步驟：

雙羥基小分子有機化合物、內酯單體以及催化劑反應得到雙羥基共聚酯；

雙羥基官能化共聚酯、丙交酯及催化劑，反應得到雙羥基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物；

將雙羥基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物、2(6-異氰酸酯已脲基)-6-甲基4[1H]-嘧啶酮加入甲苯中，加入催化劑，反應得到柔性多嵌段聚合物；

將柔性多嵌段聚合物與左旋聚乳酸和/或右旋聚乳酸，通過流延法或共混造粒、注塑成型，得到聚乳酸或聚乳酸立構復合物膜材料。

作為本發明的進一步改進，所述雙羥基小分子有機化合物為乙二醇、二乙二醇、丙二醇和1,4-丁二醇中的一種，雙羥基小分子有機化合物添加量為內酯單體物質的量的0.05％～10％。

作為本發明的進一步改進，所述內酯單體為ε-己內酯、δ-戊內酯、外消旋丙交酯中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，所述丙交酯為左旋丙交酯、右旋丙交酯中的一種或兩種。

作為本發明的進一步改進，每步反應得到產物都進行純化處理，純化處理是使用二氯甲烷溶解或氯仿，然后用甲醇沉淀分離。