[发明专利]一种提升聚乳酸结晶度的生物降解共混材料及其制备方法

说明书

一种提升聚乳酸结晶度的生物降解共混材料及其制备方法，涉及一种生物降解共混材料及其制备方法，所述共混材料包括以下原料组成：聚乳酸60‑90份；聚碳酸亚丙酯10‑40份；封端剂1‑5份；增容剂‑5份。制备步骤1：将封端剂和聚碳酸亚丙酯在双螺杆挤出机中进行封端处理。步骤2：将聚乳酸与步骤1中得到聚碳酸亚丙酯，增容剂一同在双螺杆挤出机中共混，得到高结晶度的PLA/PPC共混材料。该共混材料相容性更好，避免因相容性不佳而带来的基体迁移问题，同时比单一聚乳酸材料结晶度更高，提升了聚乳酸的加工成型性能。该制备方法有效提升了聚乳酸的结晶能力，同时保留了完全生物降解的特性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种生物降解共混材料及其制备方法，特别是涉及一种提升聚乳酸结晶度的生物降解共混材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种无毒、可完全生物降解可再生的半结晶聚合物，广泛应用于生物医药、纺织、包装等领域。然而，PLA由于其结晶速度慢、结晶度低、抗冲击性能以及断裂伸长率较差，这限制了其进一步推广和应用。

PPC具有断裂伸长率高、柔韧性好的优点，且合成时采用环氧丙烷与“温室气体”CO₂为原料，缓解了温室效应与白色污染的问题。为此，可采用将PPC与PLA共混的方法来改善PLA的结晶能力和韧性。但由于PPC与PLA是部分相容的，相容性差会显著降低材料整体的力学性能，因此提升PLA结晶能力同时保证较好的相容性是改性PLA材料非常必要的。

公开专利号CN 101724250 A的发明专利申请，其公开了PPC与PBAT、PLA以及PBS共混物的制备方法，通过添加PBAT、PLA以及PBS来改善PPC的性能，共混物以PPC为主要基体，PBAT、PLA以及PBS三种组分的添加量为5%-50%，但在制备过程中并未使用增容剂，共混物之间易发生相分离。

公开专利号CN 108359230A的发明专利申请，其公开了制备可降解PLA/PPC薄膜的方法，通过加入蒙脱土来改善共混物的力学性能，但由于蒙脱土与聚合物的相容性不佳故而使用聚己内酯来改善蒙脱土与基体材料的相容性,然而却未加入增容剂来改善两种基体的相容性。

相比之下，本发明使用了增容剂来提高两种材料的相容性，使复合材料在使用的过程中不会出现因不相容而带来的基体迁移问题，极大地延长了共混材料的使用寿命。同时使用封端剂对聚碳酸亚丙酯进行封端处理，防止聚碳酸亚丙酯在加工过程中发生热分解。

公开专利号CN 108707323 A的发明专利申请，其公开了一种PLA/PPC/HBP衍生物共混物的制备方法，其使用HBP超支化共聚物来增加PLA与PPC两种材料的相容性，但操作工艺复杂，成本较高。

相比之下，本发明采用小分子助剂钛酸四丁酯与2,4-甲苯二异氰酸酯作为增容剂，成本更低，操作步骤简单，并且小分子助剂更容易获取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升聚乳酸结晶度的生物降解共混材料及其制备方法，本发明使用钛酸四丁酯与2,4-甲苯二异氰酸酯作为增容剂，在PLA/PPC共混体系中添加增容剂后，PPC端羟基与TDI中4-氰酸基去氢缩聚的同时，PLA上端羟基也与TDI中2-氰酸基去氢缩聚，同时异氰酸酯可以加快酯交换反应速率，使两种分子链扩链成为一条，提高了PPC与PLA的相容性与分子链的规整程度进而使材料的结晶度得到明显的提升。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种提升聚乳酸结晶度的生物降解共混材料，所述共混材料包括以下原料组成：

聚乳酸 60-90份；

聚碳酸亚丙酯 10-40份；

封端剂 1-5份；

增容剂 1-5份。