[发明专利]聚乳酸复合物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造聚乳酸复合物的方法和由此制造的聚乳酸复合物。该聚乳酸复合物用作可生物降解产品或可生物降解部件，该产品或部件用于其中使用包含诸如膜、容器和底盘的结构的塑料产品、和使用塑料部件的领域，特别用于解决关于使用后的塑料产品的废弃处理问题。

背景技术

用在各种各样的膜和容器中的石油合成聚合材料目前导致了若干社会问题，例如，单在废弃处理过程中，由焚化过程中排放的热和气体所引起的全球变暖，存在于燃烧气体和燃烧残余物内的有毒物质对食品和人类健康的不利影响，以及可用废物掩埋点数量的减少。

最近，包括淀粉和聚乳酸在内的可生物降解聚合材料引起了关注，这是由于它们作为用于解决石油合成聚合材料的废弃处理过程中的上述问题的材料的适用性。可生物降解聚合材料在被焚化时产生的热比石油合成聚合材料要少、并且保持了自然降解与再合成循环，因此没有对包括生态在内的全球环境施加不利影响。相比于其它种类的可生物降解聚合材料，脂肪族聚酯树脂最近特别受关注，因为它们在强度和可加工性方面的性能比得上石油合成聚合材料。不同于其它种类的脂肪族聚酯树脂，聚乳酸由植物淀粉制成，并且其最近的大批量生产将其制造成本显著地降至低于其它种类的可生物降解聚合材料的制造成本。结果，广泛研究了聚乳酸的应用。

然而，聚乳酸膜在等于或低于其玻璃化转变温度60℃的温度下非常硬并且几乎不伸长，但在等于或高于其玻璃化转变温度60℃的温度下过于柔软以致于不能保持其形状，因此难以在实际中应用。尽管实际上不经常将空气和水的温度升至60℃，但是例如，在仲夏中密闭汽车的内部空间和窗子可被加热至该温度。因此，特性的显著改变，即，该材料在等于或低于60℃的温度下是硬且脆的但在等于或高于60℃的温度下过软以致于不能保持其形状这样一个事实，是种严重的缺陷。

这种特性的显著改变可归因于聚乳酸的晶体结构。更具体地，当在熔融成形后以通常冷却速率冷却时，聚乳酸的结晶可以忽略并且其中大部分成为以无定形状态凝固。其熔点为160℃之高的聚乳酸结晶部分不易被熔化，但占整个产品大部分的无定形部分在接近其玻璃化转变温度60℃的温度下开始无限制地运动。因此在接近玻璃化转变温度60℃的温度下聚乳酸的特性显著改变。

非专利文献1描述了将聚乳酸与特定的增塑剂混合并随后混炼该混合物，可改善聚乳酸基产品在等于或低于其玻璃化转化温度60℃的温度下的刚度和脆性，因此给产品提供了比得上通用塑料的抗冲击性。

另一方面，日本未审专利申请公开No.2003-313214(专利文献1)公开了一种用电离辐射线或化学引发剂来对聚乳酸链进行交联的方法，其为了解决聚乳酸在等于或高于其玻璃化转变温度60℃的温度下过于柔软以致于不能保持其强度这样的问题。

然而，上述每种技术依靠其自身不能既解决在等于或高于其玻璃化转变温度60℃的温度下出现的问题，又解决在等于或低于60℃的温度下产生的其他问题。而且，这些技术的简单组合，其中通过电离辐射线的照射或其它方法对依靠混合聚乳酸与增塑剂并将所得混合物混炼而获得的组合物进行交联，可导致不完全的交联。其原因是这样的事实，在交联之前将增塑剂与聚乳酸的混合物进行混炼，导致增塑剂分子渗透到聚乳酸链之间的间隙中，因此阻碍了聚乳酸链互相偶联，然而聚乳酸链的交联需要链之间的接触与键合。

而且，用于将聚乳酸链交联的交联单体的添加量的增加、和活化交联单体并引发交联反应的辐射量的增加，限制了在等于或高于玻璃化转变温度的温度下强度的改善。更具体地，以百分之几十之高的含有率加入到聚乳酸中的交联单体不能保持与聚乳酸相混合并最终析出。另一方面，增加辐射量可导致本质上是可辐射降解化合物的聚乳酸的缓慢降解，并且没有改善强度而是降低强度。因此，这不能解决前述问题。

专利文献1：日本未审专利申请公开No.2003-313214

非专利文献1：Arakawa NEWS，Arakawa Chemical Industries,Ltd.，2004年7月，No.326，第2-7页。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供可生物降解的聚乳酸复合物，其中在聚乳酸的玻璃化转变温度60℃附近其强度变化小，以及提供其制造方法。

更具体地，本发明提供了可生物降解的聚乳酸复合物，其在等于或低于60℃的温度下具有可与通用塑料的柔软性相比的优异柔软性，并且强度不大可能劣化且因此甚至在等于或高于60℃的高温下能够保持其形状，以及提供了其制造方法。

解决问题的方法