[发明专利]一种立构聚乳酸/PTT生物质塑料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种立构聚乳酸/PTT生物质塑料及其制备方法与应用，本发明提供的立构聚乳酸/PTT生物质塑料为sc‑PLA和PTT熔融共混后进行热处理所得，用差示扫描量热仪进行测定时熔融峰温度为200℃以上，用XRD测定结晶度为10～60％。本发明方法制备的sc‑PLA/PTT生物质塑料熔融温度在200℃以上，远高于普通PLA塑料(160～175℃)。该生物质塑料的断裂强度为10～100MPa，断裂伸长率为10％～65％，远高于普通PLA塑料。加工方法工艺简单，易于加工，产品性能优异，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及塑料制造技术领域，尤其涉及一种立构聚乳酸/PTT生物质塑料及其制备方法与应用。

背景技术

塑料制品已经广泛应用于我们的日常生活中，为我们提供了极大的便利。目前，全球每年塑料总消费量4亿吨，中国消费6000万吨以上。然后，可回收利用的塑料只占很小的比例。目前塑料主要以石油资源为原料。随着全球石油资源的日益匮乏和废旧塑料所带来的环境问题日益恶化，传统石油化工技术及产品的副作用和不可持续性日趋显著，塑料的发展受到越来越多的制约。大力发展生物质塑料可有效扩大塑料原料来源，弥补国内塑料资源的不足，同时也是应对石油资源日趋枯竭、实现塑料工业可持续发展的重要手段。

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚乳酸(PLA)是两种典型的生物质塑料。两种塑料均具有优异的力学性能，在工程塑料领域均具有较大的市场发展潜力。PTT和PLA工业化生产已将近20年，但其并没有如预期那样得到广泛的应用。PTT塑料虽然合成原料来源于生物质，但其使用废弃后仍然不可生物降解。PLA塑料不仅原料来源于生物质，而且可完全生物降解，但是PLA塑料耐热性和韧性差。

PTT和PLA熔融共混制备生物质塑料，二者优势互补，开发出应用性能优异且可生物降解的新型塑料，对塑料工业的可持续发展具有重要的意义。然而，PTT的熔融温度约为230℃，而PLA的熔融温度约为180℃，二者相差50℃，PTT和PLA熔融共混时流变差异比较大，加工性能较差。因此，开发一种简便高效的PLA/PTT生物质塑料的制备方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种立构聚乳酸/PTT(sc-PLA/PTT)生物质塑料及其制备方法与应用，克服PTT和普通PLA之间熔融温度差异大导致的流变问题，克服PTT和普通PLA之间熔融温度差异大导致的流变问题，制备的立构聚乳酸/PTT生物质塑料具有优良的耐热性能、耐水解性能、生物降解性能和力学性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种立构聚乳酸/PTT生物质塑料的制备方法，包括以下步骤：

1)将sc-PLA、PTT和增容剂熔融共混后挤出造粒得到sc-PLA/PTT共混物，所述的sc-PLA为左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的共混物，所述熔融共混的温度为230～280℃，时间为5～60min；

2)将所述sc-PLA/PTT共混物在170～230℃下进行热处理后熔融，然后再注塑成型，获得立构聚乳酸/PTT生物质塑料，所述热处理的时间为5～120min，所述熔融的温度为240-280℃

进一步的，步骤1)中，所述sc-PLA、PTT和增容剂的质量比为(50～99)：(1～50)：(0～20)。

进一步的，所述的增容剂为柠檬酸三丁酯、钛酸四丁酯、马来酸酐和聚己内脂中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述sc-PLA的重均分子量为5～80万，熔融温度为180℃～230℃。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的sc-PLA/PTT生物质塑料。

进一步的，所述立构聚乳酸/PTT生物质塑料的熔融温度为200～240℃。

进一步的，所述立构聚乳酸/PTT生物质塑料的断裂强度为10～100MPa，断裂伸长率为10％～65％