[发明专利]一种PLA/HBP衍生物共混物及其制备方法

说明书

本发明公开了PLA/HBP衍生物共混物及其制备方法，将PLA树脂和HBP衍生物混合，进行熔融共混，然后冷却至室温，即得到PLA/HBP衍生物共混物；所述HBP衍生物的化学结构式如式(Ⅰ)所示。本发明采用熔融共混法制备了PLA/HBP衍生物共混物，该共混物的冲击强度得到了提高。当HBP的加入量为2.0wt.％时，与纯PLA树脂相比，PLA/HBP衍生物共混物在冲击强度有所提高，冲击强度提高51.6％。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是指一种PLA/HBP共混物及其制备方法。

背景技术

随着全球石油资源的日益减少，石油化工生产中排放的温室气体使得温室效应愈发严重，同时，大量废弃塑料造成的“白色污染”对土壤、水源以及空气造成了很大影响，使得近年来环境友好型材料的开发利用得到广泛的重视。聚乳酸(PLA)使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)为原料生产，不依赖于有限的石油资源，同时其具有的生物降解性使得废弃后对环境的污染大大减小。在材料性能方面，PLA拉伸强度高，但是韧性极差，不能满足加工制品的性能要求，需要对其进行增韧改性。

超支化聚合物(HBP)具有很高反应活性和大量末端基团，可用作高分子材料共混改性剂。本实验采用硬脂酸改性超支化聚酯，使其末端基团带有较长支链。然后使用长支链超支化聚酯改性PLA。希望通过HBP衍生物的高反应活性和末端的长支链与PLA的分子链形成物理交联，通过这种方式来提高PLA的韧性。

PLA是极具发展前景的可生物降解材料，但是因为其较差的韧性而不能满足市场需求。使用HBP衍生物对其进行改性使得PLA韧性增强。广泛使用这些绿色材料以代替石油基材料，将显著减少对石油资源的依赖，有利于可持续发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出PLA/HBP衍生物共混物及其制备方法，采用本发明的制备方法制备得到的PLA/HBP衍生物共混物的冲击强度和断裂伸长率均得到了提高。

基于上述目的，本发明提供的一种PLA/HBP衍生物共混物的制备方法，将PLA树脂和HBP衍生物混合，进行熔融共混，然后冷却至室温，即得到PLA/HBP衍生物共混物；

所述HBP衍生物的化学结构式如式(Ⅰ)所示：

其中，R1为：

在本发明的一些实施例中，所述HBP衍生物采用以下方法制备得到：2,2-二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷在催化剂的作用下合成HBPE；然后采用硬脂酸对HBPE进行改性，得到HBP衍生物；

所述HBPE的化学结构式如式(Ⅱ)所示：

其中，R2为：

在本发明中，以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)为原料，以对甲苯磺酸(P-TSA)为催化剂，采取熔融缩聚“一步法”合成以TMP为核的HBPE，反应示意图为：

其中，R2为：

在本发明中，采用硬脂酸对HBPE进行改性，得到了长支链型超支化聚酯(HBP衍生物)目标产物，合成反应示意图为：

其中，R2为：

R1为：

在本发明的一些实施例中，所述催化剂为对甲苯磺酸，2,2-二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷的摩尔比为(18～25):1，在135～145℃下，将2,2-二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷和对甲苯磺酸完全熔融后，在氮气保护下常压反应3h后，减压到95～105Pa反应3h，即得HBPE。