[发明专利]多臂聚乳酸组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多臂聚乳酸组合物及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

聚乳酸也叫做聚丙交酯，是一种热塑性线性高分子材料，由于它可以完全降解成二氧化碳及水，并且是来自生物基的100%可再生材料，因此目前在国民经济的各领域如薄膜（如食品包装膜、包装袋、垃圾袋、地膜等）、纤维及各种注塑制品（如杯子、盘子、刀差等）等开始推广应用，为人类保护环境，减轻对石油资源的依赖提供一种切实可行的思路。它具有较好的降解性、生物相容性、可加工性及生产过程节约能源的优点，但同时具有脆性，柔韧性较差等缺点，限制了其应用范围（Rahul M. Rasala, Amol V. Janorkarc, Douglas E. Hirt，Poly(lactic acid) modifications，Progress in Polymer Science ，2010，35，p338–356）。近年来，众多科学家对其性能进行改性，其中主要的方法是采用高分子材料常用的共聚及共混改性，其主要创新是改性剂的筛选及使用，如Grijpma等通过开环聚合的方法合成了己内酯和丙交酯的共聚物及碳酸酯（三亚甲基碳酸酯）和丙交酯共聚制发现对聚乳酸的柔性有明显改善（Grijpma et al, High molecular weight copolymers of l-lactide and ε-caprolactone as biodegradable elastomeric implant materials,Polym.Bull.1991, 25:327-333;Polymerization temperature effects on the properties of l-lactide and ε-caprolactone copolymers.Polym, Bull.1991, 25:335-341; Rubber toughening of poly(lactide) by blending and block copolymerization.Polym. Eng. Sci. 1994, 34:1674–1684）。在共混改性方面，Yeh等人研究了聚(己二酸-对苯二甲酸)丁二醇酯和聚乳酸共混改性，研究结果表明可以改善聚乳酸的脆性，增加韧性，提高断裂伸长率（Yeh et al, Compatible and Crystallization Properties of Poly(lactic acid)/Poly(butylene adipate-co-terephthalate) Blends. Journal of Applied Polymer Science, 2010,116, 680-687; Compatible and Tearing Properties of Poly(lactic acid)/Poly(ethylene glutaric-co-terephthalate) Copolyester Blends. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 2010,48, 913–920.）。另外还有许多通过添加有机及无价小分子对聚乳酸改性剂，有机小分子如如：柠檬酸三乙酯（TEC）、柠檬酸三丁酯（TBC）、甘油醋酸酯等，无机小分子如：纳米高岭土、羟基磷灰石、粘土纳米材料等（中国专利：CN101338068，CN102134381A，CN102241877A，CN101235194，CN102002223A等）。

上述改性方法及改性剂对增加聚乳酸韧性、降低脆性有一定效果，有的已经开始形成商品，但所用改性剂主要来自石油产品，有的价格太高，而且不是生物基来源的绿色改性剂，生物基来源的聚乳酸如果不使用生物基来源的改性剂，推广聚乳酸制品就失去了意义，同时这些改性剂也没有完全解决聚乳酸的脆性问题，聚乳酸改性增韧问题仍然是一个难题，限制其应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种多臂聚乳酸组合物及其制备方法，是通过把丙交酯与三亚甲基碳酸酯、四亚甲基碳酸酯、五亚甲基碳酸酯、六亚甲基碳酸酯中的任意一种单独或几种混合使用，以及季戊四醇、双季戊四醇及三季戊四醇（单独或混合使用）为中心分子进行共聚得到多臂（也叫星状）聚乳酸组合物的方法，改性后的聚乳酸组合物可以通过普通高分子材料加工的方法制备膜、纤维及注塑制品及无防布等。

本发明的目的是这样实现的：