專利名稱：聚乳酸增韌改性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及的是一種高分子材料技術(shù)領(lǐng)域的材料及方法，具體是一種聚乳酸增韌 改性劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高分子材料的使用已經(jīng)滲透到人們生活的各個領(lǐng)域， 給我們的生活帶來了極大的便利。然而，常用高分子材料由于大部分難以生物降解，因而導(dǎo) 致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，如“白色污染”。伴隨著人們對環(huán)境問題的高度關(guān)注和生活質(zhì)量 要求的提高，開發(fā)完全可生物降解性高分子材料已成為現(xiàn)今國內(nèi)外研究熱點。聚乳酸(polylactic acid, PLA)是由玉米、馬鈴薯等可再生植物資源提取出的淀 粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖經(jīng)過發(fā)酵成為乳酸，進(jìn)一步聚合而成的脂肪族聚酯。PLA的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度Tg大約55°C，熔點Tm大約180°C，有著良好的生物相容性，且能夠完全生物降解， 降解后的最終產(chǎn)物為水和二氧化碳(C02)，因而，無毒，不會造成環(huán)境污染。同時，PLA的拉 伸強(qiáng)度、壓縮模量高、透明性好；成型加工方便，能夠像PP、PS和PET等合成高分子一樣在通 用的加工設(shè)備上進(jìn)行擠出、注塑、吹瓶、熱成型等成型加工來生產(chǎn)薄膜、片材、瓶子及各種熱 成型品和注塑品。總之，PLA不僅環(huán)境友好、應(yīng)用廣泛，從其來源上看還可減少對不可再生 資源石油的消耗，有“綠色塑料”美譽(yù)之稱，引起了人們的廣泛興趣。但是，PLA的缺點主要 表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆、抗沖擊性、親水性差，降解周期難以控制。這極大的限制了其應(yīng)用，特別是 在包裝領(lǐng)域。因此，對PLA的改性成為了研究熱點，尤為在增韌改性方面。目前，在提高PLA的韌性方面已做了大量的工作。如，采用各種低分子量增塑劑像 甘油、聚乳酸低聚物(OLA)、低分子量PEG與PLA共混來改善PLA的韌性。這種方法雖然操 作簡單，一定程度上能提高PLA的韌性。但是材料的穩(wěn)定性差，低分子物質(zhì)在材料使用和儲 存過程中極易發(fā)生滲透，遷移現(xiàn)象，最終使材料性能下降。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，Kelly S. Anderson等先合成了聚乳酸-聚乙烯嵌段 共聚物(PLLA-PE)，然后用該嵌段共聚物作增溶劑將線性低密度聚乙烯(LLDPE)與PLA共混 增韌PLA。此方法雖可以很好的解決小分子增塑劑滲透遷移的現(xiàn)象，但所引入的聚乙烯部分 難以生物降解。進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN101328307A公開了一種聚乳酸增塑產(chǎn)品及 生產(chǎn)方法，用合成的PLA-PBS-PLA共聚物與PLA共混以賦予PLA高的韌性和低的水蒸氣透 過率。但其合成PLA-PBS-PLA共聚物的方法操作條件苛刻，將使生產(chǎn)成本增加。中國專利文獻(xiàn)號CN100535033C公開了一種聚乳酸嵌段共聚物的制備方法，將特 性黏度為0. 05 0. 5dL/g的端羥基聚乳酸與特性黏度為0. 1 1. OdL/g的脂肪族聚酯二 醇在二異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑下熔融反應(yīng)。雖然得到的共聚物斷裂伸長率大大的提高了。但加 入二異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑將使反應(yīng)過快，難于操作；另外，若產(chǎn)物提純效果不好，將使材料具 有一定的毒性，限制了其在某些領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種聚乳酸增韌改性劑及其制備方 法，采用可降解材料制備得到的改性劑能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的遷移、滲透現(xiàn)象。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種聚乳酸增韌改性劑，為聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)
的嵌段共聚物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
一種聚乳酸增韌改性劑，為聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的嵌段共聚物，其特征在于，所述改性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下FDA0000025549750000011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸增韌改性劑，其特征是，其特性黏度為0.38 1. 5dL/
3.一種聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征在于，通過將聚丁二酸丁二醇酯的端羥 基引發(fā)丙交酯開環(huán)聚合反應(yīng)后，經(jīng)提純得到所述聚乳酸增韌改性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的開環(huán)聚合 反應(yīng)在液態(tài)溶劑中實現(xiàn)，該液態(tài)溶劑為苯、甲苯、二甲苯或十氫萘中的一種或其組合，其用 量為聚丁二酸丁二醇酯與丙交酯總質(zhì)量的20 % 60 %。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的聚丁二酸 丁二醇酯與丙交酯的用量為質(zhì)量比1 9 9 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的開環(huán)聚合 反應(yīng)在惰性氣體中實現(xiàn)，該惰性氣體為氮氣或氬氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的開環(huán)聚合 反應(yīng)的過程中添加催化劑，該催化劑為辛酸亞錫或氯化亞錫，其用量為聚丁二酸丁二醇酯 與丙交酯總質(zhì)量的0. 02 1. 2%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的開環(huán)聚合 反應(yīng)的反應(yīng)溫度為130-190°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的開環(huán)聚合 反應(yīng)的反應(yīng)時間應(yīng)為3 24h。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚乳酸增韌改性劑的制備方法，其特征是，所述的提純是 指采用溶解沉淀法提純產(chǎn)物，該溶解沉淀法中采用氯仿或二氯甲烷作為溶劑；采用甲醇、乙 醇、去離子水或丙酮作為沉淀劑。
全文摘要
一種高分子材料技術(shù)領(lǐng)域的聚乳酸增韌改性劑及其制備方法，通過將聚丁二酸丁二醇酯的端羥基引發(fā)丙交酯開環(huán)聚合反應(yīng)后，經(jīng)提純得到所述聚乳酸增韌改性劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下本發(fā)明采用可降解材料制備得到的改性劑能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的遷移、滲透現(xiàn)象。
文檔編號C08G63/08GK101935390SQ201010266849
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者徐張宇, 楊斌, 王方頡, 袁角亮 申請人:上海交通大學(xué)