[发明专利]一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基复合材料及其制备方法。

背景技术

随着全球经济发展和人口的急剧增长给自然环境带来了空前的压力，如能源危机、“白色污染”、全球变暖等。这些问题成为本世纪人类严重的挑战，也引起了人类的高度重视，所以为这些问题寻找根本的解决办法成为人们关注的热点。近年来我们研究所通过环氧丙烷和二氧化碳共聚合成了全降解聚甲基乙撑碳酸酯，该产物不仅可以有效利用废弃的二氧化碳气体从而降低“温室效应”而且产物可以在短时间内降解从而大大的消除了“白色污染”给社会带来的危害。不仅如此，全降解聚甲基乙撑碳酸酯的使用还可以在一定程度上摆脱人类对石油基塑料的依赖，从而为缓解能源危机做出一定的贡献。聚甲基乙撑碳酸酯的合成为世界难题的解决提供了新途径。但是聚甲基乙撑碳酸酯的分子链为柔性链段，分子间的相互作用力小，成无定形态，因此，它的强度和维卡软化点较通用塑料比较低，从而限制了其应用。因而为了使聚甲基乙撑碳酸酯具有良好的综合机械性能，尽快投入市场，对其进行改性是很有必要的。

现在已有报道的技术对PPC进行改性。如完全降解PPC/CaCO₃复合材料，PPC/CF复合材料，TDI增容PPC／HNT，TDI增容PPC／SiO₂，这些方法是属于聚甲基乙撑碳酸酯的填充与纤维增强改性, 由于无机填料具有很好的耐热性能和较高的分解温度，更重要的是价格相对便宜，纤维具有高强度的优异特性，所以通过无机填料与纤维增强改性可以得到拉伸强度高，热稳定性好的聚甲基乙撑碳酸酯复合材料，但是对提高材料的维卡软化点效果不是很明显，相比本专利它们的维卡软化点太低不能投入使用。

MDI增容PPC／PLA/HNT和 PPC / EVOH的复合材料,对于提高PPC的拉伸强度和热稳定性有很好的效果,但是由于PLA和EVOH的玻璃化转变温度都低于70℃所以对于提高PPC复合材料的维卡软化点也有一定的限制。

在中国专利号（ZL 200510034174.0）公开了一种聚甲基乙撑碳酸酯/聚乙烯醇复合材料及其制备方法。该方法采用溶液法利用聚乙烯醇对PPC进行改性，溶液法加工由于要用大量的有机溶剂不但增加了工业成本、污染环境而且溶液法没有办法制备较厚的薄膜，所以其应用范围受到了限制。

聚合物共混改性可以综合均衡各聚合物组分的性能，取长补短，消除各单一聚合物组份性能上的弱点，获得综合性能较为理想的高分子材料。熔融共混法是共混各个组份都处在熔融状态下，各种聚合物分子之间的扩散和对流较为强烈，共混效果明显且可促进聚合物分子之间的相容，是一种方便、经济、应用最广泛的共混方法。聚乙烯醇缩甲醛具有强度高、韧性好、耐磨、玻璃化温度高等优良的物理化学性质。因此，利用聚乙烯醇缩甲醛改性聚甲基乙撑碳酸酯，二者可以互相取长补短，制备出加机械性能良好、维卡软化点高等性能良好的新型复合材料，这将会对PPC的推广应用具有重要的意义。

 

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明的首要目的在于提供一种机械性能好、维卡软化点高、成本低廉的可降解的聚甲基乙撑碳酸酯基复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述可降解的聚甲基乙撑碳酸酯基复合材料的制备方法。

本发明的上述目的通过以下方案予以实现：

本发明的可降解聚甲基乙撑碳酸酯基复合材料的组分包括聚甲基乙撑碳酸酯和聚乙烯醇缩甲醛，其中聚乙烯醇缩甲醛的重量百分含量为10%-60%。优选聚乙烯醇缩甲醛的重量百分含量为40%-60%。

当聚合物材料中聚乙烯醇缩甲醛的重量含量40%-60%时，可以使得复合材料的机械性能、加工性能、维卡软化点达到最优化，随着聚乙烯醇缩甲醛含量的增加材料的流动性就会变差，加工性就会受到限制。

为了增强共混材料的综合效果以及混合效果，可以在体系中添加增容剂、润滑剂、发泡剂、颜料或其它填料中的一种或者几种。

按照上述发明的复合材料，其中的聚甲基乙撑碳酸酯是根据专利US6844287B2、CN200610017352.3采用负载羧酸锌催化剂，利用二氧化碳和环氧丙烷交替共聚合成的，其分子量为50000-300000 g/mole，化学结构式为：

其中，n的数值范围为：490-2940。