[发明专利]一种PHA/PLA薄膜用增容剂及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种PHA/PLA薄膜用增容剂及其制备方法，该方法以氮化硼、溴代一元酸以及氰尿酸作为原料，经偶联反应制备一种PHA/PLA薄膜用增容剂。该新型PHA/PLA增容剂不仅有效解决目前PHA结晶速度慢、与PLA相容性差的同时，且有效提高材料的物理性能。可以预见，该材料将会迎来广阔的市场空间，尤其适用尤其适用于复合膜、纤维等的应用。

技术领域

本发明属于新型高分子材料领域，具体涉及一种PHA/PLA薄膜用增容剂及其制备方法。

背景技术

天然高分子生物材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯，同时具有良好的生物相容性、生物降解性和塑料的热加工性能，由于分子结构中具有较长的脂肪链，因而其韧性较优异。PHA结晶速度慢，经溶体成型后，在室温储存的过程中会发生二次结晶现象，期间会产生微裂纹，影响其力学机械性能。

聚乳酸(PLA)作为唯一具有透明性的生物基塑料，具有良好的力学性能，其拉伸强度及弹性模量均较优异。PLA来源于生物，可完全降解，并因突出的综合性能和较低的生产成本，成为替代传统石油基塑料最为理想的环境友好型高分子材料。但PLA具有质脆、热变形温度及冲击性能较低、降解周期难以控制等缺点，限制了其应用范围。

因此，科研人员考虑考虑采用熔融共混的方法制备了PLA/PHA复合材料，PLA的初始模量高、热稳定性好，结晶性好。将PHA与PLA共混，不仅可以改善PHA的性能，还保证了其复合材料的可降解性。然而，由于PHA与PLA共混后的材料存在相分离的现象，影响了复合材料的结晶性，进而严重影响复合材料的力学性、使用价值。故而，研究一款将PHA与PLA的增容剂，同时可以起成核剂功能的助剂显得尤为重要，更具有现实应用意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中PHA的结晶速度慢且与PLA相容性差的不足，提供了一种PHA/PLA薄膜用增容剂及其制备方法，采用氮化硼、溴代一元酸以及氰尿酸作为原料，经偶联反应制备一种PHA/PLA薄膜用增容剂，在解决了现有技术中PHA结晶速度慢、与PLA相容性差的缺陷的同时，且有效提高材料的物理性能。可以预见，该材料将会迎来广阔的市场空间。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种PHA/PLA薄膜用增容剂，其结构式如下所示：

一种PHA/PLA薄膜用增容剂的制备方法，包含以下步骤：

(1)将1-5g氮化硼分散在1L氢氧化钾溶液中，放入超声波并在160-200℃的反应釜中反应6-24h，制备羟基化氮化硼水溶液；将羟基化氮化硼水溶液置于去离子水中透析2-4d，然后用液氮冷冻，置于冷冻干燥机中干燥2-5d，得到干燥的羟基化氮化硼产物I；

(2)将1mol I、1mol溴代一元酸分散于50mol DMSO中，加入1-2wt％钛酸四丁酯，搅拌升温至120-140℃下反应，计算分水的质量为反应终点；然后降温，过滤，洗涤、干燥，得到目标产物II；

所述钛酸四丁酯用量为I、溴代一元酸总质量的百分含量；

(3)将1-1.2mol II溶于10mol DMF缓慢滴加到含有1mol氰尿酸的50mol DMF中，搅拌，加热至75-85℃，强力搅拌2-4h，冷却，静置，旋蒸，得到目标产物III。

作为优选，所述氢氧化钾溶液的浓度为2-5mol/L。

作为优选，所述超声功率为1200-1500W。

一种PHA/PLA膜的制备方法：将20重量份PLA、100重量份PHA、0.2-0.8重量份增溶剂共混，混合后的原料经双螺杆挤出机造粒，吹膜。