[发明专利]长支化聚乳酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域的制备方法，具体是一种长支化聚乳酸的制备方法。

背景技术

随着石油危机的加剧和环境治理问题的紧迫性，聚乳酸作为传统塑料的替代品，有着材料本身杰出的优点：它来源于可再生资源，可以缓解聚合物材料的来源对石油炼制的依赖性；聚乳酸在一定条件下可以完全降解，从源头上避免了“白色污染”的产生，从真正意义上实现了材料的自然循环；另外，聚乳酸的机械和物理性能在聚酯中相对来说比较好，还有着光泽度和透明度高，对人体无毒害等优点。这些特点使得聚乳酸材料有着广阔的应用前景，有望广泛应用于食品包装，农业耗材，家电和消费品，纤维织物以及医疗卫生等领域。但是目前之所以市场上还未广泛出现该材料的制造成品，是因为材料本身的一些缺点限制了实际应用，包括结晶度低、结晶速率慢、韧性差等，其中最重要的限制因素之一便是材料的熔体强度非常低，这导致了吹膜、发泡、中空吹塑等加工成型过程困难。另外，直接制备出的线型聚合产物在熔体加工过程中易降解，最终产品的分子量比较低，导致了使用性能比较差。

常见解决以上两个重要限制因素的方法是：(1)利用丙交酯开环聚合反应获得高分子量的聚乳酸，但此类方法效率较低，合成路线冗长，成本很高，不利于聚乳酸生物降解材料的广泛推广应用；(2)由乳酸直接缩合法合成聚乳酸，该方法成本相对较低，但是熔融聚合或溶液聚合的方法不利于获得高分子量的产物，没有从根本上解决问题；(3)先通过聚合反应制得分子量在1～2万带有羧基的预聚物，之后用反应加工的方法进行扩链，此方法可以得到高分子量的产物，但是一方面由于预聚物羧基的存在及随后要利用羧基的官能团反应进行扩链，聚合物在加工过程中以及形成产品后的稳定性很难保证；另一方面，该方法主要所用的以异氰酸酯为主的扩链剂毒性很大，不利于最终产品应用于食品包装等行业；再者，即便得到的是较高分子量线型聚乳酸，熔体强度低的问题仍然没有得到很好的改善，吹膜、发泡加工过程依然没办法很好得实现；(4)在熔融加工过程中用较高分子量的线型聚乳酸进行支化，可以采用添加过氧化物引发自由基反应的方法，得到分子量较高的产物。该方法比较简便易行，但是由于自由基反应的随机性，加之加工过程中伴随的降解反应的作用，很难控制产物的最终结构和分子量，从而难以确保产物的性能。因此，如何采用已经拥有分子量的稳定性好的线型聚乳酸(比如分子量在10～20万商业料)，通过反应共混熔融加工方法，方便快捷得得到成本低、具有高熔体强度、易于成型加工的聚乳酸材料，有着十分重要的实用意义和工业价值。

经对现有技术的文献检索发现，尚未见到与本发明的技术方案有关的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种长支化聚乳酸的制备方法。本发明的目的在于解决聚乳酸材料熔体强度低，导致发泡、吹膜等加工成型过程困难的问题，本发明得到的长支化聚乳酸的分子量、模量和熔体强度得到了改善，可被用于发泡、吹膜等成型过程。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

190～210℃下将100份线型聚乳酸熔融，然后加入0.5～1份抗氧剂，之后再加入0.03～0.06份多官能团单体，共混10～30min，制备得到长支化聚乳酸；所述份数均为重量份数；

其中，所述多官能单体为官能度≥3的环氧单体中的一种或多种的混合。

所述熔融是在密炼机或挤出机中进行。

所述密炼机转速为40～100rpm。

所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

所述抗氧剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、3，5-二叔丁基-4羟基苯基丙酸十八碳醇酯、三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、或三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯中的一种。

所述多官能单体为异氰脲酸三缩水甘油酯、四缩水甘油二氨基二苯甲烷、三缩水甘油基对氨基苯酚、[1，1，2，2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚]、1，1，2，2-四对羟基苯基乙烷四缩水甘油醚、间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚、均苯三酚三缩水甘油醚、双间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚、对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、或四酚基乙烷四缩水甘油醚中的一种或多种的混合。