[发明专利]一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳‑环氧丙烷共聚物复合材料及其制备方法。二氧化碳‑环氧丙烷共聚物复合材料按重量份计，原料及组成为：二氧化碳‑环氧丙烷共聚物100重量份，立构复合聚乳酸10‑40重量份，其中，立构复合聚乳酸中，聚左旋乳酸30‑70重量份，聚右旋乳酸30‑70重量份。将立构复合型聚乳酸与二氧化碳‑环氧丙烷共聚物共混，增强纯二氧化碳‑环氧丙烷共聚物树脂的力学性能。本发明中的原料易得，工艺简单，采用两步熔融共混的方法，避免引入扩链剂等不可降解的材料，在增强纯二氧化碳‑环氧丙烷共聚物树脂的力学性能的同时而不引入其它非降解物质，因此形成的二氧化碳‑环氧丙烷共聚物复合材料具有优异的生物降解性能。

技术领域

本发明属于生物降解高分子材料技术领域。涉及二氧化碳-环氧丙烷共聚物复合材料的制备方法。

背景技术

二氧化碳作为化工和能源化学品原料，是一种丰富、价格低廉的可再生资源，将大气中丰富的二氧化碳资源固定化，不仅可以开辟新资源，缓解化工原料的短缺状况，对生态环境的保护也有助益，所以二氧化碳的高效固定乃至高附加值利用已成为化学化工领域的世界热点。二氧化碳-环氧丙烷共聚物（PPC）的原料之一是二氧化碳，通过二氧化碳与环氧丙烷共聚反应可以固定二氧化碳；同时所得到的共聚物是一种无毒无味、阻隔性能优异的无色固体。二氧化碳-环氧丙烷共聚物是一种可完全生物降解的新型高分子。二氧化碳-环氧丙烷共聚物制品是—种“双向”绿色环保型产品，它的生产过程能够消耗大量的二氧化碳，而它的使用过程又能通过生物降解减少“白色污染”对环境造成的危害。二氧化碳-环氧丙烷共聚物是脂肪族聚碳酸酯，二氧化碳-环氧丙烷共聚物的分子链间相互作用力小，表现为链的柔性很大，整体上呈无定形态，且玻璃化温度很低，加工性能差。故二氧化碳-环氧丙烷共聚物通常与不同高分子材料共混来改善其力学性能，开发出更多的应用领域。

聚乳酸（PLA）是由可以再生的植物资源提取出的淀粉发酵成为乳酸，进一步聚合而成的脂肪族聚酯，是脂肪族聚酯中研究较为活跃的品种之一。聚乳酸玻璃化转变温度和熔点分别为60℃和175℃左右，在室温下是一种处于玻璃态的硬质高分子，其热性能与聚苯乙烯相似。聚乳酸具有热塑性，能够像PP、PS和PET等合成高分子一样在通用的加工设备上进行成型加工。聚乳酸能够完全生物降解，各种聚乳酸产品使用以后埋在土壤中，经过一定时间以后会自然分解为水和二氧化碳，不会造成环境污染。聚乳酸与一般的合成高分子材料不同，具有可生物降解性和植物来源性两大特点。围绕这两大特性，聚乳酸能够在减少环境污染、节省石油资源以及减轻地球温室效应方面展开很多颇具意义的应用。聚乳酸有三种立体异构体：聚左旋乳酸（PLLA）、聚右旋乳酸（PDLA）和聚消旋乳酸。其中，聚左旋乳酸和聚右旋乳酸之间可以发生立构复合而得到聚乳酸的立构复合物，称之为立构复合型聚乳酸。1987年，Ikada等[Macromolecules 1987,20:904-906]第一次报道了立构复合型聚乳酸，之后，逐渐引起了科研工作者们的注意。近年来，采用立构复合技术成为了开发耐热型聚乳酸的一个新的方向。研究表明，立构复合型聚乳酸的熔点可达230 ^oC，比纯聚左旋乳酸或聚右旋乳酸的熔点高50 ^oC左右，其热稳定性、力学性能以及耐水解性能均比纯聚左旋乳酸或聚右旋乳酸要好。