[发明专利]一种聚乳酸及其立构复合物膜材料和制备方法

说明书

本发明提出了一种聚乳酸及其立构复合物膜材料和制备方法，包括以下步骤：双羟基小分子有机化合物、内酯单体以及催化剂反应得到双羟基官能化共聚酯；双羟基官能化共聚酯、丙交酯及催化剂，反应得到双羟基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物；将双羟基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物、2(6‑异氰酸酯已脲基)‑6‑甲基4[1H]‑嘧啶酮加入甲苯中，加入催化剂，反应得到柔性多嵌段聚合物；将柔性多嵌段聚合物与左旋聚乳酸和/或右旋聚乳酸混合，通过流延法或共混造粒、注塑成型，得到聚乳酸或聚乳酸立构复合物膜材料。与常规聚乳酸及其立构复合物材料的增韧相比，本发明所制备的聚乳酸或聚乳酸立构复合物膜材料具有较高的力学强度和韧性，具有用作包装材料的潜力。

技术领域

本发明涉及生物可降解高分子材料改性技术领域，更具体地，涉及一种聚乳酸及其立构复合物膜材料和制备方法。

背景技术

随着石化基高分子材料产生的环境问题日益严重，基于可再生资源如淀粉、秸秆等生物质基高分子材料得到了快速的发展。在众多生物质基高分子中，聚乳酸被誉为最具发展潜力的品种。但是，聚乳酸及其立构复合物材料仍然存在韧性较差的不足，限制了其应用。

近年来，随着环保意识的不断增强，聚乳酸及其立构复合物材料的重要性不断显现，发展了多种聚乳酸及其立构复合物材料增韧的方法，其中以聚乳酸或其立构复合物材料与柔性聚合物共混改性为主，也有一些专利公开的改性聚乳酸材料和聚乳酸增韧材料，但是这些材料制备过程中大量使用增塑剂或产生显著的相分离，使熔体强度降低或增韧效果有限。另一种是在聚乳酸或其立构复合物材料共混改性加工过程中，引入带有官能化基团的分子，其与聚乳酸或其立构复合物发生化学反应，在两相界面形成界面层，提高相界面粘合力。这将在聚乳酸或其立构复合物材料中引入化学交联结构，减弱聚乳酸或其立构复合物材料的降解性能，也影响了其回收热塑再加工性能。

改性聚乳酸及其立构复合物材料，力学强度降低显著，也影响其加工工艺、降解性能、回收热塑再加工性能等，严重限制了聚乳酸及其立构复合物材料在更多领域的大规模应用。

发明内容

为了克服现有聚乳酸及其立构复合物材料增韧方法导致的材料加工条件和性能方面的不足，本发明提供了一种聚乳酸及其立构复合物膜材料和制备方法，这种方法制备的聚乳酸及其立构复合物膜材料，具有力学强度高且韧性良好的特点，也解决了目前聚乳酸或其立构复合物材料增韧导致的降解性能和回收热塑再加工性能不足的缺点，具有很高的实用价值。

本发明所采用的技术方案是，

一种聚乳酸及其立构复合物膜材料的制备方法，包括以下步骤：

双羟基小分子有机化合物、内酯单体以及催化剂反应得到双羟基共聚酯；

双羟基官能化共聚酯、丙交酯及催化剂，反应得到双羟基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物；

将双羟基官能化共聚酯/聚乳酸嵌段共聚物、2(6-异氰酸酯已脲基)-6-甲基4[1H]-嘧啶酮加入甲苯中，加入催化剂，反应得到柔性多嵌段聚合物；

将柔性多嵌段聚合物与左旋聚乳酸和/或右旋聚乳酸，通过流延法或共混造粒、注塑成型，得到聚乳酸或聚乳酸立构复合物膜材料。

作为本发明的进一步改进，所述双羟基小分子有机化合物为乙二醇、二乙二醇、丙二醇和1,4-丁二醇中的一种，双羟基小分子有机化合物添加量为内酯单体物质的量的0.05％～10％。

作为本发明的进一步改进，所述内酯单体为ε-己内酯、δ-戊内酯、外消旋丙交酯中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述丙交酯为左旋丙交酯、右旋丙交酯中的一种或两种。

作为本发明的进一步改进，每步反应得到产物都进行纯化处理，纯化处理是使用二氯甲烷溶解或氯仿，然后用甲醇沉淀分离。