[发明专利]一种改性聚丙撑碳酸酯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种改性聚丙撑碳酸酯材料及其制备方法。所述改性聚丙撑碳酸酯材料由包括聚丙撑碳酸酯和改性的玄武岩纤维的原料经过密炼得到；所述改性的玄武岩纤维由玄武岩纤维经过硅烷偶联剂改性得到；所述聚丙撑碳酸酯和改性的玄武岩纤维的质量比为50～99：1～50。本发明提供的改性聚丙撑碳酸酯材料在具有较优玻璃化转变温度和耐热性能的同时具有较高的拉伸模量，并具有较好的综合力学性能，进而使聚丙撑碳酸酯材料拥有更广阔的应用空间。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种改性聚丙撑碳酸酯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙撑碳酸酯(PPC)又称聚碳酸亚丙酯或聚碳酸丙烯酯，是一种环保型生物降解高分子材料，由二氧化碳和环氧丙烷共聚得到。聚丙撑碳酸酯最早由日本科学家井上祥平等人合成(Inoue,S.,Koinuma,H.,Tsuruta,T.,J.Polym.Sci.,Polym.Lett.Ed.,1969,7,287-292.)。聚丙撑碳酸酯材料由于具有固定二氧化碳和可生物降解的特性，因而在包装材料、纤维和非织造物以及医疗卫生领域有着广泛的应用前景。

聚丙撑碳酸酯虽具有上述优点，但是与通用塑料相比，聚丙撑碳酸酯具有不结晶、玻璃化转变温度较低、热稳定性差等特点，导致由该共聚物形成的材料强度、韧性等力学性能较差，加工过程中易降解，室温下易粘连，从而限制了其在包装、食品、医药等领域的应用，其改性研究和应用开发具有非常重要的意义。

为了通过提升玻璃化转变温度和热分解温度改善聚丙撑碳酸酯的热稳定性，现有技术多是采用多组分共混改性的方法，例如：申请号为200710055513的中国专利文献公开了一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的共混物，此种方法是使用PBS对PPC进行改性，提高了PPC的力学性能和热稳定性。又有文献(CarbohydratePolymers,2008,71:229-234)公开了：将PPC与甘油塑化的淀粉共混，利用热塑性淀粉提高PPC的力学性能及热稳定性。蒋霞等在文献中(中国塑料,2011,25(2):72-78)公开了：以4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为扩链剂，对聚亚丙基碳酸酯(PPC)进行了熔融扩链改性，MDI提高了PPC的相对分子质量，促使PPC分子形成长支链甚至发生交联，使得样品熔体黏度变大，熔体弹性增大，熔体强度增加。中国科学院长春应用化学研究所王献红等(高分子学报，2008，1：1123-1128.)使用阳离子交换法，用十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)改性钠基蒙托土得到有机改性蒙托土(OMMT)。利用熔融插层法得到PPC/OMMT复合材料，当PPC/OMMT(95/5)时，复合材料的杨氏模量提高到纯PPC的1.5倍，热力学分析可知玻璃化温度提高了2.4℃，热分解温度提高了32.3℃。因此OMMT的加入能改善PPC的力学性能。中国科学院长春应用化学研究所陶友华的博士学位论文“二氧化碳共聚物链结构控制与性能研究”通过在二氧化碳与环氧丙烷共聚反应中引入少量含有双键的环氧化合物(烯丙基缩水甘油醚)，得到侧链带双键的可交联的PPC。交联的PPC的耐热性能、力学性能与未交联的PPC相比均有显著提高，大幅度提高了共聚物的尺寸稳定性，而且交联后的PPC仍然具有很好的生物降解性能。中国科学院长春应用化学研究所秦玉升的博士学位论文“金属卟啉催化剂下二氧化碳共聚物的合成与辐射改性研究”研究了聚碳酸丙烯酯(PPC)在多官能团单体(PFM)存在下的强化辐射交联效应，发现三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)是最好的强化辐射交联剂，经过辐照交联后的PPC力学和热学性能都得到了极大的改善，交联后的PPC仍然具有很好的降解性能。

上述方法对PPC进行改性后，虽然提高了聚丙撑碳酸酯的热稳定性，但是其拉伸断裂伸长率较低，限制其在薄膜及片材领域的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性聚丙撑碳酸酯材料及其制备方法，本发明提供的改性聚丙撑碳酸酯材料玻璃化转变温度较高，且拉伸模量较高。

本发明提供了一种改性聚丙撑碳酸酯材料，由包括聚丙撑碳酸酯和改性的玄武岩纤维的原料经过密炼得到；