專利名稱：完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合薄膜材料及其制備方法，具體涉及一種以聚 碳酸亞丙酯與聚乳酸為原料復(fù)合制備得到的完全可降解聚碳酸亞丙 酯復(fù)合薄膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
以二氧化碳為原料制備的脂肪族聚碳酸酯是一類擁有可生物降 解性質(zhì)的聚合物。由于脂肪族聚碳酸酯的合成原料中利用了污染大氣 的二氧化碳?xì)怏w，避免了 "溫室效應(yīng)"的發(fā)生，屬于廢棄物循環(huán)利用； 與此同時脂肪族聚碳酸酯本身還具有可生物降解的特性，可解決困擾 世界的"白色污染"問題，因此具有非常重要的社會效益和環(huán)保價 值。經(jīng)過幾十年的努力，脂肪族聚碳酸酯家族中二氧化碳與環(huán)氧丙垸 的聚合物——聚碳酸亞丙酯(PPC)的合成催化技術(shù)不斷獲得改進(jìn)， 合成成本不斷降低，材料的改性空間得以增加，加大了材料的使用范 圍。PPC不僅無毒、無污染、不易燃，而且具有良好的透明性、高阻 隔性。同時PPC作為一種脂肪族聚酯，主鏈上酯基的存在使其具有 一定的水解性和生物降解性，而醚鍵的存在使鏈段容易繞醚鍵發(fā)生旋 轉(zhuǎn),增大了鏈段的柔性。但PPC的熱穩(wěn)定性及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低， 力學(xué)性能較差，還不能夠滿足工業(yè)加工及生活應(yīng)用的要求。而且PPC 雖然具有較好的酶促降解性能，但是在非酶環(huán)境中其降解性能較差，
降解速度仍有待加強。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種以聚碳酸亞丙 酯與聚乳酸為原料復(fù)合制備得到的完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄 膜材料，該材料在保持了基體材料原有特性的同時，熱學(xué)性能、力學(xué) 性能及降解性能均得以提高，并且具有良好的成膜性和透明度，可作 為一種可降解薄膜加以使用。
本發(fā)明的另一 目的是提供一種上述復(fù)合薄膜材料的制備方法。 為了獲得綜合性能優(yōu)異的聚合物材料，對已有聚合物的共混改性 己成為提高聚合物性能、發(fā)展新型聚合物材料的一種有效途徑，通過 與其它組分復(fù)合共混可解決單一組分所具有的性能缺陷。同時，使用 較廉價的組分加以共混還能降低聚合物的應(yīng)用成本。因此對PPC進(jìn) 行共混復(fù)合以增強其熱學(xué)性能、力學(xué)性能和降解性能是一個可行的辦 法。聚乳酸(PLA)是無毒可降解的硬質(zhì)材料，具有許多優(yōu)異的性能， 包括良好的機械性能，透明性，耐熱性，化學(xué)穩(wěn)定性和熱塑性。而
PPC所具有的良好柔韌性和一定的生物降解性能，將PLA與其共混 既可以提高PPC的熱性能和力學(xué)性能，又能保證材料的柔韌性和生 物降解性能，使復(fù)合材料可以作為無毒耐熱易降解材料用于食品包 裝、醫(yī)用材料等領(lǐng)域。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合
薄膜材料，由聚碳酸亞丙酯與聚乳酸共混復(fù)合而成，其中按重量百分
比計聚乳酸的含量在10 50%，聚碳酸亞丙酯的含量在50 90%。
上述復(fù)合薄膜材料中聚碳酸亞丙酯為二氧化碳與環(huán)氧丙垸共聚
生成，分子量在50000 200000。聚乳酸選用薄膜級聚乳酸。
本發(fā)明所提供的上述完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料的 制備方法，其具體步驟如下.-
(1) 將PPC (聚碳酸亞丙酯)與PLA (聚乳酸)分別溶于有機 溶劑，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5 10%的溶液；所述有機溶劑是三氯甲烷、二 氯甲烷或苯中任一種；
(2) 在室溫下將上述兩種溶液充分混合均勻，其中混合液中聚
碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是l: 0. 11 1: 1.0;
(3) 于室溫下?lián)]發(fā)除去大部分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻
璃模具中；
(4) 于4(TC真空干燥至恒質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。
本發(fā)明所提供的復(fù)合薄膜材料擁有良好的成膜性和透明性。經(jīng)檢 測，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為25 52°C;在埋土降解六周后復(fù)合薄膜材 料生物降解率達(dá)到6 34%。產(chǎn)品的力學(xué)性能也得到顯著提高，復(fù)合 薄膜材料的拉伸強度為36 58MPa，楊氏模量521 2943MPa。
本發(fā)明所提供的完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料通過與 聚乳酸的共混使聚碳酸亞丙酯的熱學(xué)性能、力學(xué)性能及降解性得到明 顯提高，而且聚乳酸來源豐富，使得材料成本降低，可應(yīng)用于制造可 生物降解的高阻隔性包裝材料(如食品保鮮膜、醫(yī)藥包裝等)，有效 地解決了日益嚴(yán)重的白色污染問題，對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要的
意義。本發(fā)明所提供的上述復(fù)合薄膜材料的制備方法工藝簡單，操作 簡便、容易實現(xiàn)、對設(shè)備依賴性低，用料少。
具體實施方式
下面結(jié)合非限定性實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實施例一、
將PPC、PLA分別溶于三氯甲烷配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、8%的溶液， 在室溫下將這兩種溶液混合，并用超聲波充分混合均勻，其中混合液
中聚碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是9: 1;于室溫下?lián)]發(fā)除去大部
分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻璃模具中；于4(TC真空干燥至恒 質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。對得到的復(fù)合薄膜材料進(jìn)行 測試，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度25'C、拉伸強度44Mpa、楊氏模量521Mpa、 埋土降解六周降解率6.4%。 實施例二、
將PPC、PLA分別溶于三氯甲烷配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、9%的溶液， 在室溫下將這兩種溶液混合，并用超聲波充分混合均勻，其中混合液 中聚碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是4: 1;于室溫下?lián)]發(fā)除去大部 分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻璃模具中；于4CTC真空干燥至恒 質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。對得到的復(fù)合薄膜材料進(jìn)行 測試，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度30。C、拉伸強度58Mpa、楊氏模量928Mpa、 埋土降解六周降解率7.2%。 實施例三、
將PPC、PLA分別溶于三氯甲烷配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、8%的溶液，
在室溫下將這兩種溶液混合，并用超聲波充分混合均勻，其中混合液 中聚碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是7: 3;于室溫下?lián)]發(fā)除去大部
分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻璃模具中；于40。C真空干燥至恒 質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。對得到的復(fù)合薄膜材料進(jìn)行 測試，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度35。C、拉伸強度36Mpa、楊氏模量1751Mpa、 埋土降解六周降解率17. 1%。 實施例四、
將PPC、PLA分別溶于三氯甲烷配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8°/。、7%的溶液，
在室溫下將這兩種溶液混合，并用超聲波充分混合均勻，其中混合液 中聚碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是3: 2;于室溫下?lián)]發(fā)除去大部 分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻璃模具中；于4(TC真空干燥至恒 質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。對得到的復(fù)合薄膜材料進(jìn)行 測試，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度50°C、拉伸強度39Mpa、楊氏模量2247Mpa、 埋土降解六周降解率24.0%。 實施例五、
將PPC、PLA分別溶于三氯甲烷配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%、6%的溶液， 在室溫下將這兩種溶液混合，并用超聲波充分混合均勻，其中混合液 中聚碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是1: 1;于室溫下?lián)]發(fā)除去大部 分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻璃模具中；于4(TC真空干燥至恒 質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。對得到的復(fù)合薄膜材料進(jìn)行 測試，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度52°C 、拉伸強度46Mpa、楊氏模量2943Mpa、 埋土降解六周降解率33. 4%。
權(quán)利要求
1、一種完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料，其特征在于是由聚碳酸亞丙酯與聚乳酸共混復(fù)合而成，其中按重量百分比計聚乳酸的含量在10～50％，聚碳酸亞丙酯的含量在50～90％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材 料，其特征在于..所述聚碳酸亞丙酯為二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚生成， 分子量在50000 200000。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料，其特征在于所述聚乳酸選用薄膜級聚乳酸。
4、 一種權(quán)利要求1所述的完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材 料的制備方法，其特征在于其步驟如下(1) 將聚碳酸亞丙酯與聚乳酸分別溶于有機溶劑，配成質(zhì)量分 數(shù)5 10°/。的溶液；(2) 在室溫下將上述兩種溶液充分混合均勻，其中混合液中聚 碳酸亞丙酯與聚乳酸的重量比是l: 0. 11 1: 1.0;(3) 于室溫下?lián)]發(fā)除去大部分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻 璃模具中；(4) 于4(TC真空干燥至恒質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料的制備方法，其特征在于所述有機溶劑是三氯甲垸、二氯甲烷或苯中任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種完全可降解聚碳酸亞丙酯復(fù)合薄膜材料及其制備方法，復(fù)合薄膜材料是由聚碳酸亞丙酯與聚乳酸共混復(fù)合而成，其中按重量百分比計聚乳酸的含量在10～50％，聚碳酸亞丙酯的含量在50～90％。其制備方法是將聚碳酸亞丙酯與聚乳酸分別溶于有機溶劑配成溶液；將兩種溶液按比例混合均勻，于室溫下?lián)]發(fā)除去大部分溶劑后，將混合液澆鑄于平板玻璃模具中；經(jīng)真空干燥至恒質(zhì)量，即獲得PPC-PLA復(fù)合薄膜材料。本發(fā)明所提供的復(fù)合薄膜材料明顯提高了聚碳酸亞丙酯的特性，有效地解決了日益嚴(yán)重的白色污染問題，對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要的意義，其制備方法工藝簡單，操作簡便、容易實現(xiàn)、對設(shè)備依賴性低，用料少。
文檔編號C08J5/18GK101348606SQ20081014894
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者劉慧宏, 盧凌彬, 龐素娟, 張亞男, 陽 曹, 強 林, 潘莉莎 申請人:海南大學(xué)