[发明专利]一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物加工技术领域，特别涉及一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料及其制备方法。

背景技术

当前，随着“温室效应”、“白色污染”等环境问题日益突出，可降解、可再生的高分子材料得到越来越多的关注与重视。聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)是由温室气体二氧化碳(CO₂)和环氧丙烷合成的脂肪聚酯，其在合成过程可消耗二氧化碳而且可以完全生物降解，是一种“双向绿色”的环保高分子材料。PPC分子链柔顺性大，易于加工，拥有很好的阻隔性能，在代替石油基阻隔材料乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等传统包装材料的应用上具有广阔的前景。然而PPC因其玻璃化温度低，热稳定性和力学性能较差而使其在实际应用中受到极大的限制。采用共混改性的方法对提高PPC的力学强度、热稳定性和阻隔性能有一定效果，但改善的幅度不大。因为在共混体系中，各组分是一般是以分散相或者连续相的形态存在，因此较难确保良好的分散性和两相相互作用，这严重限制了共混体系综合性能的进一步提高。

研究发现，通过微层共挤出技术可以制备层数达成百上千的交替多层复合材料，其各组分的相形态始终呈现层状结构，且交替叠加排列，这赋予了微层复合材料独特的力学、阻隔、光学、阻尼和电磁性能。当前，国内外采用微层共挤方法对聚甲基乙撑碳酸酯进行改性的研究报道极少，因此，采用微层共挤出方法来改性聚甲基乙撑碳酸酯的技术仍有待改进。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料。本发明复合材料力学性能、阻隔性能得到提高，且完全生物降解。

本发明另一目的在于提供一种上述可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料的制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料的制备方法，通过将聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和可降解改性剂熔融后经微层共挤出制备得到。

所述可降解改性剂包括可降解塑料，包括但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚己内酯(PCL)、淀粉和纤维素中的至少一种。

当所述可降解改性剂包括聚乙烯醇(PVA)时，还包括丙三醇。

所述的熔融微层共挤出具体通过：

将聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和可降解改性剂分别由两台挤出机挤出后经过多层倍增器交替叠加，再由口模进行定型实现；

或者将聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)，和聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)/可降解改性剂混合物分别由两台挤出机挤出后经过多层倍增器交替叠加，再由口模进行定型实现。

上述制备方法具体为将所述组分经挤出机挤出后分别进入共挤出机的叠加原件中，叠加得到2ⁿ⁺¹层，经定型得到复合材料。

当采用聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和可降解改性剂分别单独作为两个组分时，所述聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和可降解改性剂的质量比为50:50～95:5。

当采用聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)为其中一个组分，聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)/可降解改性剂混合物作为另一个组分时，混合物中所述聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和可降解改性剂的质量比为5:95～95:5。

当体系中含有丙三醇时，所述丙三醇的用量为1～5phr。

当采用聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)为其中一个组分，聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)/可降解改性剂混合物作为另一个组分时，所述混合物先采用螺杆挤出机进行共混改性。

当所述可降解改性剂与PPC相容性不好或加工温度相差较大时(如PVA)，可通过添加增溶剂或增塑剂从而提高两者的相容性和加工性能，优选为丙三醇，其用量优选为1～5phr。

本发明还提供上述制备方法得到的可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料。