[发明专利]一种两步官能团反应与线形对映体聚乳酸联用制备长支链聚乳酸树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物加工技术领域，进一步地说，是涉及一种两步官能团反应与线形对映体聚乳酸联用制备长支链聚乳酸树脂的方法。 

背景技术

近些年来，生物质可降解聚合物材料以其使用后不对环境造成严重污染的显著优势受到了人们的普遍关注。其中尤其以聚乳酸树脂材料较为突出，它不但在使用后可以降解回归自然界，而且其来源不依赖于石油的开采，其开发使用过程完全实现了自然循环，真正达到了低碳环保的需求。此外，与同类的聚酯材料相比，聚乳酸有着机械性能和热塑性好、回弹性和卷曲持久性好、抗油性及染色性好、光泽度及透明度高、可燃性低等诸多优点，是有望应用于食品包装、一次性塑料用具、农业地膜、生物医用载体及封装、衣饰织物等方面的一种较为理想的聚合物材料。但是目前该材料的较低熔体强度使其自身加工成型难度大，这已严重限制了该材料的成品推广使用。因此提高聚乳酸的熔体强度就是扩展其使用范围的所不可回避的问题。通过诸多研究，鉴于其它各种方法对聚乳酸分子量提高的幅度有限，目前公认，若使聚合物链产生长支链结构则能够有效提高聚合物的熔体强度及分子量。因此，通过简单有效、效率高、低成本的加工方法获得带有长支链的聚乳酸，甚至通过调节加工条件来粗略调节其长支链程度的加工技术显得十分有实用意义及工业价值。 

经过对现有技术的文献检索发现，得到长支链聚乳酸树脂的途径大体分为两类：一类是通过预聚物的溶液反应，另一类通过对工业线形聚乳酸的熔融反 应进行加工改性。用第一类溶液反应的方法可以有效增大聚乳酸的分子量，但是研究发现体系内主要以扩链反应为主而非支化反应，产生长支链的数目极为有限，因此并不能对熔体强度的提高带来明显的改善效果。此外，溶液方法易产生副反应，制备效率不高且线路冗长繁琐，有机溶剂及扩链剂的使用及后处理不利于环境保护以及最后成品用于食品行业等。前述第二类方法相对更加经济高效，有利于大批量连续生产的实施，主要包括自由基反应和官能团反应。利用自由基反应获得长支链的方法，即在体系中加入有机过氧化物类自由基引发剂，虽然反应迅速并且能够引入长支链结构，但由于引发剂自由基夺氢反应的随机性，则既有可能使得聚乳酸产生支链也有可能促其降解，导致对产物的分子量及支化程度非常难以根据需要进行预测和控制；相比之下，官能团反应就能够根据需要在一定程度上控制长支链产物的支化程度及分子量。经检索，已有在熔融加工过程中使用环氧类化合物作为官能团单体，以及同时使用酸酐类化合物和环氧类化合物作为反应单体的聚乳酸长支化技术方案，虽然使得产物熔体强度有所提高，但较慢的反应速率十分不利于连续性生产。另一方面，若通过升高加工温度来增大反应速率又会因为过程中加剧的降解反应而使长支化效果有较大损失。因此，发明一种高效的熔融加工制备长支链聚乳酸树脂的方法，有着巨大的工业应用价值。 

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种两步官能团反应与线形对映体聚乳酸联用制备长支链聚乳酸树脂的方法。利用高温下反应速率较快的两步官能团反应，在少量线形对映体聚乳酸存在的情况下，得到熔体强度显著提高的聚乳酸材料，使其达到较好的发泡吹膜等加工成型效果，并通过调节两种官能团单体添加的比例和线形对映体聚乳酸的含量以及反应条件，来实现一定程度上控制支化程度的效果。 

本发明的目的是提供一种两步官能团反应与线形对映体聚乳酸联用制备长 支链聚乳酸树脂的方法。 

包括如下步骤： 

(1)将线形聚乳酸树脂和和线形对映体聚乳酸熔融； 

(2)其后加入抗氧剂、酸酐类多官能单体、环氧类多官能单体并混合； 

(3)之后熔融共混直至反应结束后停止，制得长支链聚乳酸； 

其中，以聚乳酸树脂为100重量份数计，所述线形对映体聚乳酸为1～11.1份，优选2.22～11.1份；酸酐类多官能单体为0.1～1份，优选为0.3～0.6份；环氧类多官能单体0.1～1份，优选为0.5～1份 

以上所述线形聚乳酸树脂为现有技术中所公开的各种聚乳酸树脂。由于目前现有技术中可得的聚乳酸树脂多为线形的，故此可优选线形聚乳酸树脂。所述对映体聚乳酸也为现有技术中所公开的各种对映体聚乳酸。