[发明专利]一种含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂及其制备方法。该含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂的结构如式I所示，其中，m为3.00～15.00；n为260.00～700.00；j为3.00～10.00。该含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂的制备方法的步骤包括：将乳酸预聚物和碳化二亚胺预聚物聚合，即可。本发明的含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂及其制备方法抗水解性能佳、耐水解性高、易加工且韧性强。

技术领域

本发明涉及一种含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一类以乳酸为单体经人工合成的热塑性聚合物，具有良好的生物相容性，可进行生物分解吸收，易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢，最终形成水和二氧化碳，绿色环保，食品接触安全性高，因而也被认为是最有前途的可生物降解的高分材料。PLA制品被广泛应用于日常用品(如餐具、筷子、一次性餐盒、食品包装、饮料吸管等)、3D打印耗材、药物输送、汽车行业等领域。特别是随着“限塑令”的实施，进一步扩大了PLA材料在更各领域的使用，这就对了PLA材料也提出了更高的要求，以保证其优异的使用性能。

PLA材料是一类分子主链上含有酯键的高分子材料，在使用过程中其主要的降解来源于酯键的水解，酯键水解产生羧酸，羧酸的存在进一步加速了其他酯键断裂，分子链变短，导致力学性能下降，这大大影响了PLA材料的应用领域。在PLA材料作为环保塑料袋、农用地膜或非生物应用制品时，在使用和存储过程中很容易发生水解，特别是高温高湿的环境，严重影响PLA制品的使用寿命。因此对PLA材料进行增韧和耐水解改性具有非常重要的意义。常见的PLA材料增韧或耐水解改性主要通过将PLA和扩链剂或抗水解剂共混的方式实现。此前报道的文献多是先制备出聚碳化二亚胺，然后外添加到PLA树脂中，这种方式添加的聚碳化二亚胺大部分以游离的方式的存在树脂中，容易出现析出现象。另外，市售的聚碳化二亚胺分子主链上均存在六元环结构，其位阻效应会阻碍碳化二亚胺基团与PLA树脂末端游离的羧基发生反应，导致耐水解性能表现比较迟缓。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有聚乳酸树脂添加的抗水解剂易析出、耐水解性差、不易加工和韧性不强的缺陷，而提供了一种含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂及其制备方法。

本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂，其结构如式I所示：

其中，m为3.00～15.00；n为260.00～700.00；j为3.00～10.00。

可选地，所述的m为7.00或10.00。

可选地，所述的n为290.00、415.00或623.70。

可选地，所述的j为3.25、4.16或6.00。

本发明中，所述m、所述n、所述j均为聚合物中相应重复单元的平均聚合度。

较佳地，所述含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂的粘均分子量为150000～200000g/mol；例如为158000g/mol、165000g/mol或186000g/mol。

本发明提供一种含聚碳化二亚胺的聚乳酸树脂的制备方法，其步骤包括：

将乳酸预聚物和碳化二亚胺预聚物聚合，即可；

其中，所述碳化二亚胺预聚物的添加量为5‰～15％；所述碳化二亚胺预聚物的添加量指所述碳化二亚胺预聚物的质量占所述乳酸预聚物和所述碳化二亚胺预聚物的总质量的百分比；

所述乳酸预聚物的结构如下：

其中，n为260.00～700.00；