[发明专利]长链支化聚合物型加工助剂及其制备方法和其应用

说明书

本发明公开的长链支化聚合物型加工助剂Ⅰ是将双羟基酸与内酯依次经过开环聚合、缩聚反应获得，或将所得的长链支化聚合物型加工助剂Ⅰ再与丙交酯继续开环聚合得到长链支化聚合物型加工助剂Ⅱ。由于本发明公开的长链支化聚合物型加工助剂具有自身结构上长链支化的特点，能形成类似橡胶的物理交联网络的结构，因而应用于聚酯增韧，尤其是与PLA共混后不仅可以使PLA基体的断裂伸长率大幅提高，避免制备过程中容易发生交联，还能保持PLA良好的透明性和可生物降解性，同时还能够有效提高PLA的结晶速率。

技术领域

本发明属于聚合物加工助剂技术领域，涉及用于改善聚酯熔体强度、结晶速率及韧性的长链支化聚合物型加工助剂及其制备方法和其应用，尤其涉及针对用于改善聚乳酸熔体强度、结晶速率及韧性的长链支化聚合物型加工助剂及其制备方法和其与聚乳酸共混的应用。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种具有优异生物可降解性、生物相容性和机械性能的热塑性脂肪族聚酯。目前，聚乳酸主要用于生物医用材料、食品包装等领域。但遗憾的是PLA熔体强度较低，结晶速率较慢，不仅使其在成型加工方面受到很大的限制，而它低的断裂伸长也极大地限制了其进一步的应用。为此，人们开始尝试着对其进行各种改性，以期获得相应的改善。

据了解，PLA的改性主要有增塑改性、共聚改性以及共混改性这三个方面。其中用增塑的方法来改善提高聚乳酸材料的柔韧性，虽方法简单、效率高，但是有的增塑剂容易挥发渗出，随着时间的延长材料的所获得优良性能也随着退化；采用共聚改性的方法来增韧聚乳酸材料虽可以获得很好的效果，但是这种方法工艺复杂、成本过高、不容易规模化；而共混改性虽然能有效快速地使聚乳酸材料达到增韧的目的，但是有些共混组分因来自石油基聚合物，有的共混组分并不环保，这又要影响聚乳酸材料本身具有的绿色环保性能。

近几年，有人在线型聚合物中引入长链支化结构来有效地改善其熔融流变性能。如Corre等在PLA基体中加入了一定量的4368-BASF扩链剂，一定程度上改了PLA的熔体强度和流变形为，拓宽了PLA在吹塑领域的应用(Corre,Y.-M.,et al.The Journal ofSupercritical Fluids,2011,58(1):177-188)。又如Di等在制备PLA时，以1,4-丁二醇为引发剂，1,4-丁基二异氰酸酯为扩链剂，合成了支化结构的聚乳酸，使之在一定程度上提高了PLA的熔体粘弹性(Di,Y.,et al.Macromolecular materials and engineering 2005,290(11):1083-1090)。

也有人在PLA中引入长链支化结构有效的改善了它的韧性以及结晶性能。如Liu等用六亚甲基二异氰酸酯为扩链剂，将单端羟基预聚物PLA-OH和三端羟基预聚物PCL-3OH预聚物按照一定比例熔融共混，得到长链支化共聚物LB-PCLA，并将所得LB-PCLA再与PLA基体共混，得到的PLA/LB-PCLA共混物的结晶性能、流变性能以及拉伸韧性都有了显著提高(Ming-Jing Liu,et al.RSC Adv.,2015,5,42162–42173)。但在Liu等公开的制备长链支化共聚物方法中，涉及到扩链剂与三羟基预聚物的反应，使其在制备过程中仍然存在发生交联反应的可能性，使得制备过程以及产物结构的可控性差，同时还会降低所制备材料的可生物降解性和热塑性加工性能，因此难以具备实际应用的可行性。

发明内容

本发明的目的之一是针对背景技术中存在的问题，提供一种长链支化聚合物型加工助剂。

本发明的目的之二是针对背景技术中现有制备长链支化共聚物方法的缺陷，提供上述长链支化聚合物型加工助剂的制备方法，以避免制备过程中原料存在发生交联反应的风险。

本发明的目的之三是提供上述长链支化聚合物型加工助剂的应用。

本发明提供的一种长链支化聚合物型加工助剂，其结构通式Ⅰ如下：