一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料及其制備方法，其特點(diǎn)是將甘油與乳酸以1:0.5?10的摩爾比共混，加入總質(zhì)量2?15wt%的帶水劑和甘油質(zhì)量0.1?5的％的催化劑，在溫度130?250°C，攪拌3?24h，再在溫度50?220°C，真空度0.5?20kPa，除去帶水劑和未反應(yīng)的小分子，得到低遷移性增塑劑；然后將聚乳酸為100份，低遷移性增塑劑為5?90份，加入高分子共混加工設(shè)備中，于溫度130?220°C共混3?20min，得到完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料。這種經(jīng)過低遷移性增塑劑改性的聚乳酸材料具有較高的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，優(yōu)異的柔韌性，低增塑劑遷移率，良好的生物降解性，在包裝材料、醫(yī)療衛(wèi)生材料、曰用品和汽車部件材料方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料及其制備 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料及其制備方法，屬于 高分子材料及其制備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 在生物降解高分子材料中，聚乳酸（PLA)被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的一種，近年來 受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。聚乳酸是傳統(tǒng)石油基塑料的理想替代品，與傳統(tǒng)的石油 基塑料相比，主要特點(diǎn)：（1)來源于生物基，有低碳效應(yīng)：原料來源于生物基再生性資源，降 低石化資源消耗，根據(jù)IS013432標(biāo)準(zhǔn)測定，每使用1噸聚乳酸可減少2. 2噸的二氧化碳排 放。（2)完全生物降解，能緩解白色污染問題：聚乳酸能100%生物降解，能部分替代傳統(tǒng) 塑料，緩解白色污染問題，環(huán)保效應(yīng)明顯，社會(huì)效益明顯。（3)生物相容性好，對(duì)人體無毒無 害：聚乳酸是唯一一個(gè)通過美國FDA認(rèn)證能植入人體的生物降解塑料，對(duì)人體無毒無害，具 有優(yōu)良的生物相容性，適用于食品包裝、醫(yī)用材料及人體健康緊密相關(guān)的領(lǐng)域。
[0003] 純聚乳酸抗沖擊性能較差，脆性較高，是一種典型的硬而脆的聚合物，這限制了 聚乳酸在很多領(lǐng)域的應(yīng)用，所以增塑改性是制備高性能聚乳酸材料的常用方法。中國專 利CN1687233公開了用檸檬酸三丁酯增塑改性聚乳酸的方法，但是檸檬酸三丁酯在聚乳 酸中有較強(qiáng)的遷移性，不利于材料的長久使用；日本專利JP2008-069299公開了以聚甘 油脂肪酸酯增塑改性聚乳酸的方法，這種聚乳酸產(chǎn)物在室溫下其力學(xué)性能會(huì)逐漸降低。 E. Piorkowska等研究人員在文獻(xiàn)中報(bào)道了使用低分子量的聚丙二醇對(duì)聚乳酸進(jìn)行增塑改 性，得到了拉伸強(qiáng)度為15. IMPa和斷裂伸長率為105%的聚乳酸材料。目前，這些專利文獻(xiàn) 和非專利文獻(xiàn)所報(bào)道的改性方法均沒有徹底解決改性聚乳酸材料的力學(xué)性能、耐遷移性和 完全生物降解性能的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有不足而提供一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳 酸材料及其制備方法，其特點(diǎn)是從聚乳酸的分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過相似相容原理，合成出一種 與聚乳酸分子結(jié)構(gòu)相似的低遷移性、環(huán)保、無毒的增塑劑，這種增塑劑在提高聚乳酸材料的 斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度的同時(shí)制得了一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸。
[0005] 本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量 份數(shù)。
[0006] 完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料由以下組分制成：
[0007] 聚乳酸 100份
[0008] 低遷移性增塑劑5?90份
[0009] 完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料的制備方法包括以下步驟：
[0010] (1)、低遷移性增塑劑的制備
[0011] 將甘油與乳酸以1 : 0.5?10的摩爾比共混，加入總質(zhì)量2?15wt%的帶水劑和 甘油質(zhì)量〇. 1?5wt %的催化劑，在溫度130?250°C，攪拌反應(yīng)3?24h，再在溫度50? 220°C，真空度0. 5?20kPa，除去將帶水劑和未反應(yīng)的小分子，得到低遷移性增塑劑，其反 應(yīng)式如下：
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料，其特征在于該聚乳酸材料由以下 組分制成，按重量計(jì)為： 聚乳酸 100份 低遷移性增塑劑5?90份。
2. 如權(quán)利要求1所述完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料的制備方法，其特征 在于該方法包括以下步驟： (1) 、低遷移性增塑劑的制備 將甘油與乳酸以1 : 0.5?10的摩爾比共混，加入總質(zhì)量2?15wt%的帶水劑和甘油 質(zhì)量0. 1?5wt %的催化劑，在溫度130?250°C，攪拌反應(yīng)3?24h，再在溫度50?220°C， 真空度0. 5?20kPa，除去將帶水劑和未反應(yīng)的小分子，得到低遷移性增塑劑，其反應(yīng)式如 下：
(2) 、完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料的制備 將聚乳酸為100份，低遷移性增塑劑為5?90份，加入高分子共混加工設(shè)備中，于溫度 130?220°C共混3?20min，得到完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料。
3. 如權(quán)利要求2所述完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料的制備方法，其特征 在于帶水劑為苯，甲苯，二甲苯，環(huán)己烷，石油醚或二氯甲烷中的任一種。
4. 如權(quán)利要求2所述完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料的制備方法，其特征 在于催化劑為對(duì)甲苯磺酸，辛酸亞錫，四氯化錫，濃硫酸，氯化鐵，磷酸，磺酸，二月桂酸二丁 基錫，醋酸鋅，沸石分子篩或強(qiáng)酸性磺酸樹脂中的任一種。
5. 如權(quán)利要求2所述完全生物降解低遷移性增塑劑的聚乳酸材料的制備方法，其特征 在于高分子共混加工設(shè)備為密煉機(jī)，擠出機(jī)，開煉式雙輥共混或溶液共混中的任一種。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK104212137SQ201410367714
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】雷景新, 胡澤宇, 劉源, 胡凱 申請(qǐng)人:四川大學(xué)