專利名稱：一種有機(jī)結(jié)晶成核劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)結(jié)晶成核劑及其制備方法和作為聚乳酸塑料快速結(jié)晶的成核劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚乳酸(PLA)是ー類以可再生生物資源為原料，經(jīng)過化學(xué)合成方法制備，廣泛應(yīng)用的生物基高分子可降解材料。PLA具有機(jī)械性能好、無毒、相對(duì)密度低、常溫下容易加工成型、可全部生物降解、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)良特性，現(xiàn)已成為生物基塑料中增長速度最快、產(chǎn)量最大、新產(chǎn)品開發(fā)最為活躍的品種，可以廣泛用于化工、輕エ、汽車制造、家電、包裝材料等領(lǐng)域，并且還在不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。 但與常規(guī)聚氯こ烯(PVC)、聚苯こ烯(PS)等通用塑料相比，普通的聚乳酸塑料存在著耐熱性差、結(jié)晶速度較慢、成型加工周期長、成型收縮率較大的缺點(diǎn)，這使其應(yīng)用范圍在一定程度上受到了限制，尤其是在包裝、日用品和工程材料等領(lǐng)域的應(yīng)用受到了很大的限制。針對(duì)聚乳酸塑料的這些缺點(diǎn)，可以通過添加結(jié)晶成核劑提高結(jié)晶速度以及結(jié)晶度的辦法進(jìn)行克服，結(jié)晶度提高的同時(shí)，聚乳酸的耐熱性能也能得到明顯提高，目前在這方面國內(nèi)外已經(jīng)開展了廣泛地研究。然而，目前作為聚乳酸結(jié)晶成核劑大多為無機(jī)化合物，如蒙脫土、滑石粉、ニ氧化硅、碳納米管以及碳酸鹽等。盡管無機(jī)結(jié)晶成核劑來源豐富，價(jià)格低廉，但是成核效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足エ業(yè)化生產(chǎn)需要，隨著聚乳酸研究和應(yīng)用的不斷拓深，聚乳酸結(jié)晶成核劑的開發(fā)范疇已經(jīng)由無機(jī)化合物轉(zhuǎn)向有機(jī)結(jié)晶成核劑，其優(yōu)勢在于有機(jī)類結(jié)晶成核劑與聚乳酸具有更好的相容性，同時(shí)可以根據(jù)有機(jī)成核劑與聚乳酸的分子結(jié)構(gòu)和成核因素，設(shè)計(jì)帶有特定官能團(tuán)、剛?cè)峒鎮(zhèn)?、分子鏈段長短可控、粒度可調(diào)的有機(jī)結(jié)晶成核劑，從而極大提高成核劑的結(jié)晶成核效果。因此，我們需要尋找針對(duì)聚乳酸的新型高效有機(jī)結(jié)晶成核劑?，F(xiàn)有的聚乳酸用有機(jī)結(jié)晶成核劑中，酰胺類結(jié)晶成核劑占多數(shù)。該類有機(jī)結(jié)晶成核劑通過與聚乳酸分子間形成的相互作用來提高聚乳酸結(jié)晶成核能力和相容性，從而獲得一種結(jié)晶速率快、生產(chǎn)成本低的改性聚乳酸材料。但是這些成核劑大多合成エ藝復(fù)雜，成本較高，不利于聚乳酸在通用塑料上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種有機(jī)結(jié)晶成核劑，與聚乳酸的相容性良好，能夠避免普通結(jié)晶成核劑與聚乳酸基體相容性差而導(dǎo)致的材料力學(xué)性能下降等缺陷，且能夠明顯提高聚乳酸塑料的結(jié)晶速率、結(jié)晶度。本發(fā)明還提供了ー種有機(jī)結(jié)晶成核劑的制備方法，其制備過程條件溫和，可控性
好，產(chǎn)率高。本發(fā)明還提供了ー種快速結(jié)晶聚乳酸塑料，該塑料具有較好的結(jié)晶度、較快的結(jié)晶速率。
本發(fā)明還提供了ー種快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，該方法操作簡單，易于控制，可以直接注射成型達(dá)到快速結(jié)晶的目的。一種有機(jī)結(jié)晶成核劑，為式I結(jié)構(gòu)的化合物
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)結(jié)晶成核劑，其特征在于，為式I結(jié)構(gòu)的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將1，3，5-均苯三甲酸與三光氣在催化劑下回流進(jìn)行酰氯化反應(yīng)，生成1，3，5-均苯三甲酰氯； 2)將步驟I)中的1，3，5-均苯三甲酰氯與脂肪族胺回流反應(yīng)，得到式I結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)晶成核劑； 所述的脂肪族胺為NH2-(CH2)n-CH3,其中，η為2、的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述的酰氯化反應(yīng)的條件為在25°C 70°C回流反應(yīng)6tT8h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述的催化劑為二甲基甲酰胺/吡啶復(fù)合催化劑、咪唑/三乙胺復(fù)合催化劑中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述的回流反應(yīng)的條件為在45°C 90°C回流反應(yīng)3tTl2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑在制備快速結(jié)晶聚乳酸塑料中的應(yīng)用。
7.一種快速結(jié)晶聚乳酸塑料，其特征在于，由以下重量份的原料組成 聚乳酸100份； 有機(jī)結(jié)晶成核劑 O. Γ5份； 助劑O. 5 10份； 所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑為式I結(jié)構(gòu)的化合物；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速結(jié)晶聚乳酸塑料，其特征在于，所述的有機(jī)結(jié)晶成核劑的重量份為O. 2 3份。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 取聚乳酸、有機(jī)結(jié)晶成核劑和助劑共混，然后注射成型，得到快速結(jié)晶聚乳酸塑料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，其特征在于，所述的共混的方法為熔融共混擠出造粒，所述的熔融共混的溫度為190°C 220°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)結(jié)晶成核劑，為式I結(jié)構(gòu)的化合物，R為C3～10直鏈烷基。本發(fā)明還公開該成核劑的制備方法，其制備過程可控性好，成核劑制備產(chǎn)率高。本發(fā)明還公開了一種由100份聚乳酸、0.1~5份有機(jī)結(jié)晶成核劑和0.5~10份助劑組成的快速結(jié)晶聚乳酸塑料，該塑料具有較好的結(jié)晶度、較快的結(jié)晶速率。本發(fā)明還公開了該快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，不需要采用二次退火成型，可以直接注射成型，該制備方法操作簡單，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。式I
文檔編號(hào)C07C231/02GK102786716SQ201210293069
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者朱錦, 湯兆賓, 王婷 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所