[发明专利]一种聚乳酸复合物及其成型制品、制备方法、及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种可获得立构复合结晶的聚乳酸复合物、聚乳酸复合物成型制品、其制备方法及其用途。尤其是本发明涉及聚乳酸复合物的成核剂、以及使用该成核剂制备纯立构复合结晶的聚乳酸复合物、聚乳酸复合物成型制品、其制备方法及其用途。

背景技术

聚乳酸（PLA）作为具有生物相容性和热塑性的可生物降解材料，具有良好的环境友好性，可被应用于生物医学、复合材料、纺织品、薄膜和结构材料等。因此受到广泛关注。但聚乳酸自身由于结晶速率慢，耐热性能差而限制了其应用。

将聚左旋乳酸（PLLA）和聚右旋乳酸（PDLA）等摩尔比溶液或者熔融混合后可形成聚乳酸立构复合物（Stereo-complex），熔点比聚左旋乳酸或者聚右旋乳酸的熔融温度高将近50°C，为PLA耐热性的改善提供了思路。同时聚乳酸立构复合物的力学性能、结晶性能、耐水解性相对于聚左旋乳酸或者聚右旋乳酸而言也得到了较大提升。

但是，立构复合物的形成受到聚左旋乳酸和聚右旋乳酸共混比例、分子量、旋光度、成型方法以及热处理温度等因素的限制。立构复合结晶和聚乳酸均质结晶（PLLA或者PDLA形成的α或者α’晶体）存在着竞争关系，简单的共混不能够获得纯的立构复合结晶的立构复合物，进而影响其耐热性。

近年来人们通过各种方法来提高聚乳酸立构复合物的结晶速率和增加立构复合结晶的含量。专利CN102532837A公开了一种高分子量聚乳酸立构复合物制备方法，在140-210°C条件下将聚左旋乳酸与聚右旋乳酸按重量比80:20-20:80于转矩流变仪中混合1-60min，可获得高含量立构复合结晶的组合物。但该组合物在后续的加工过程中，仍然易形成聚左旋乳酸或聚右旋乳酸的晶体。专利JP200863356公开了一种在聚乳酸单一结晶的熔点以上且小于立构复合物结晶熔点的温度范围下进行热处理的方法，并获得了含有立构复合结晶的立构复合物，然而该方法形成的立构复合结晶结晶速率慢，结晶度较低。专利JP2008248022则使用聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的二嵌段共聚物的方法来提高立构复合结晶的含量。相对于以上通过加工温度、热处理温度以及聚合等方法来提高聚乳酸复合物立构复合结晶的含量，添加合适的成核剂来提高聚乳酸立构复合物结晶的操作更加简单方便。专利JP2003192884通过添加一种磷酸酯金属盐作为成核剂，能够有效的提高立构复合结晶结晶速率。但该成核剂不能完全抑制聚乳酸均质结晶的出现，多次熔融后立构复合结晶的含量会下降。专利CN18988327A公开了通过共混聚乳酸立体嵌段共聚物和亚二甲苯基双硬脂酰基脲制备聚乳酸复合物，该成核剂能够具有选择性地、以足够高的速率结晶得到高含量的立构结晶。但是专利CN18988327A中所述的复合物只在聚乳酸立体嵌段共聚物中得到完全的立构复合结晶体，而通过聚左旋乳酸和聚右旋乳酸共混物的复合物中并没有完全消除聚乳酸的均质结晶，且成核剂的用量较大，在1wt%-20wt%之间。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乳酸复合物，所述的聚乳酸复合物为单一的立构复合结晶体，使得该聚乳酸复合物具有良好的耐热性能。

本发明的另一目的在于提供一种聚乳酸复合物成型制品，该聚乳酸复合物制品为单一立构复合结晶体的聚乳酸复合物，具有高熔点、高结晶度且优异的耐热性能。

本发明的再一目的在于提供一种聚乳酸复合物的制备方法，该制备方法可以使聚乳酸复合物选择性的形成立构复合结晶体，并能够在多种热处理方式中较好保持单一立构复合结晶体的生成，能够得到具有足够高结晶速率和立构复合结晶含量的聚乳酸复合物。

本发明还提供上述聚乳酸复合物制品、聚乳酸复合物成型制品的用途。

本发明的上述技术问题可通过以下技术方案得以实施：

一种聚乳酸复合物，所述聚乳酸复合物包括结晶成核剂以及聚乳酸混合物；所述的结晶成核剂为式（1）所示的芳香族酰胺类成核剂中的一种或者一种以上的组合:

其中R1为具有3-8个碳原子的环烷基基团；m是1-6之间的整数。

本发明的聚乳酸复合物包括重量比0.01-10%的结晶成核剂以及重量比90-99.99%的聚乳酸混合物，所述聚乳酸混合物为聚左旋乳酸和聚右旋乳酸混合物。优选包括重量比0.2-5%的结晶成核剂，更优选包括重量比0.5-3%的结晶成核剂。

本发明的所述的聚乳酸复合物为含有立构复合晶体的聚乳酸立构复合物。所述的聚乳酸复合物为含有立构复合晶体的聚乳酸立构复合物是指该立构复合物基本为立构复合晶体。