[发明专利]一种改性PBAT-PLA材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性PBAT‑PLA材料，以质量份数计，包括：10‑90份的PBAT、10‑90份的PLA、0‑10份的FUN‑PBAT、0‑10份的FUN‑PLA、0‑3份的助剂和0‑50份的填料。该改性PBAT‑PLA材料通过下述方法制备得到：S1.准备上述的原料，并将原料于70‑100℃条件下干燥2‑5h；S2.将干燥后的原料置于高速混合装置内，于600‑3000rpm转速下混合5‑15min；S3.将混合后的原料加入挤出机中，于140‑210℃下挤出得到所述改性PBAT‑PLA材料。本发明改性PBAT‑PLA材料中即使PBAT含量超过5%也具有良好的相容性。

技术领域

本发明属于高分子材料相关技术领域，具体为一种改性PBAT-PLA材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸-co-己二酸丁二醇酯（PBAT）分子链中含有芳香环和脂肪链段，具有良好的延展性和断裂伸长率，是制造生物降解塑料薄膜的常用材料。然而实际应用过程中暴露出PBAT 结晶性差、熔体强度较低，膜泡不稳等问题，因此需要对PBAT进行改性。当前主要与其他可降解聚酯共混改性，提高改善PBAT 膜的综合性能。聚乳酸（PLA）具有较好的结晶性能，拉伸强度和模量与聚乙烯（PE）相当，力学性能优异，可与PBAT共混以获得性能良好的薄膜。

但是由于PBAT和PLA两者在分子链段上的差异，PBAT含量在20%~50%之间时，PBAT与PLA几乎不相容，两种物质结晶性、相容性的缺陷导致共混物的加工性能、力学性能不佳。PBAT与PLA共聚材料可以用以制备性能良好的薄膜，但是现有技术PBAT质量分数在5.0%以上时，PBAT与PLA的共混物就会出现相分离，造成PBAT与PLA不相容或者只能部分相容。而这就导致由于PBAT与PLA自身的密度不同，形状各异，不相容的PBAT与PLA混合在一起不能在适宜的温度下形成流动性好的均一熔体。而会由于PBAT与PLA的熔融温度不一，导致在同一温度下熔融后的熔体内存在流动性相差较大的PBAT熔体与PLA熔体。进而造成薄膜厚薄不均匀，严重影响薄膜性能。

现有技术通常需要添加扩链剂、相容剂等助剂来改善PBAT和PLA的相容性，从而获得性能较好的可降解材料。如：中国发明专利CN113004669A公开了一种采用交联剂增加PBAT/PLA相容的方法，该方法将所需PLA、PBAT、交联剂等置于高速混合机内进行混料处理后排出，投入连续式密炼机中密炼，下落到锥双强制喂料机喂料到双螺杆挤出机造粒，得到所粒料。这种改性方法可以增加PBAT/PLA的相容性，但是交联剂的添加，往往容易造成PBAT/PLA共混料在加工过程中发生过度交联，导致薄膜制品出现晶点等现象，影响制品使用性能。

中国发明专利CN111423703A公开了一种采用扩链剂增加PBAT/PLA相容性的方法，该方法采用ADR扩链剂与PBAT和PLA混合后，加入双螺杆挤出机熔融挤出造粒。在熔融挤出过程中扩链剂增加聚合物的分子量，连接因降解而断裂的聚合物链，在PBAT/PLA共混物中能起到相容剂的作用。但是扩链剂ADR与PBAT和PLA的反应速率差异较大。一般情况下扩链剂与PLA相互作用强烈，其扩链作用主要发生于PLA分子链中。所得制品中PBAT和PLA的相容性仍存在薄弱环节。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种改性PBAT-PLA材料，以解决现有的PBAT-PLA材料存在的PBAT含量在20%~50%之间时，PBAT与PLA几乎不相容，两种物质结晶性、相容性的缺陷导致共混物的加工性能、力学性能不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性PBAT-PLA材料，以质量份数计，包括：10-90份的PBAT、10-90份的PLA、0-10份的FUN-PBAT、0-10份的FUN-PLA、0-3份的助剂和0-50份的填料。

进一步的，所述FUN-PBAT为官能团化的PBAT，所述FUN-PLA为官能团化的PLA；所述官能团包括下述取代基中的至少一种：氨基、脒基、胍基、吡啶基、嘌呤基、嘧啶基、卤素、羟基、羧基、多异氰酸酯基、环氧基、磺酸基。