[发明专利]一种长链支化聚乳酸的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种长链支化聚乳酸的制备方法及应用，属于聚合物加工与改性技术领域。本发明首先以乙酸乙烯酯与乙烯醇无规共聚物为引发剂在催化剂作用下引发丙交酯开环聚合，获得具有明确支链数量的短支链聚乳酸A接枝物，然后将短支链聚乳酸A接枝物与聚乳酸B通过在熔融共混或溶液共混中原位立构复合并纯化后获得一种具有明确支链数目和支链长度的长链支化聚乳酸；此种长链支化聚乳酸可应用于通过熔融共混加入聚乳酸中获得高熔体强度和高熔体黏度聚乳酸组合物。本发明提供的组合物具有熔体强度高、强度高、耐热性优异的特点，可以直接用于模压成型、发泡、吹塑、二次成型以制备各种热塑性塑料制品。

技术领域

本发明涉及一种长链支化聚乳酸的制备方法及应用，属于聚合物加工与改性技术领域。

背景技术

聚乳酸(PLA)以玉米、甘蔗、甜菜等生物质资源为原料，经发酵生产乳酸，进一步纯化聚合制备得到，可完全堆肥降解，是一种兼具生物基来源和生物降解两种特性的塑料。除此之外PLA还具有良好的生物相容性、机械性能和加工性，可广泛应用于食品包装、医疗器械、日用品等领域。因此PLA被认为是最具有工业化应用前景的绿色环保材料。但PLA是直链脂肪族聚酯，熔体强度低，在实际加工过程中难以满足吹膜、发泡、纺丝等成型工艺要求。而且通过常规加工方法得到的PLA结晶能力较差，结晶度较低，这使得PLA材料的耐热性较差。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种长链支化聚乳酸的制备方法及应用。本发明的第一个目的是提供一种长链支化聚乳酸的制备方法，所述方法由以下步骤获得：

(1)以乙酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物为引发剂，在催化剂作用下引发丙交酯开环聚合，获得短支链聚乳酸A接枝物；

(2)然后将短支链聚乳酸A接枝物与聚乳酸B熔融共混，发生原位立构复合，获得具有明确支链数目和支链长度的长链支化聚乳酸；

其中，聚乳酸A和聚乳酸B具有相反的旋光特性；当聚乳酸A为左旋聚乳酸时，聚乳酸B为右旋聚乳酸；当聚乳酸A为右旋聚乳酸时，聚乳酸B为左旋聚乳酸。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，所述催化剂为有机锡催化剂中的至少一种。比如：异辛酸亚锡。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，所述乙酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物中乙酸乙烯酯-乙烯醇两种单体的摩尔比为(80～99):(20～1)。优选(85～95):(5～15)；进一步优选(85～90):(5～10)。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，所述乙酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物的数均分子量5-15万。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，所述乙酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物可以通过聚醋酸乙烯酯部分醇解得到。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，乙酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物与丙交酯的质量比为(4-15)：(20-50)；优选(4-9)：(20-50)；质量比具体可选：4.6：20、4.6：40、4.6：50、8.7：20、8.7：40、8.7：50、13.9：20、13.9：40、13.9：50。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，所述短支链聚乳酸接枝物中聚乳酸A的数均分子质量为0.3～2万。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，短支链聚乳酸接枝物中乳酸单体的单元数量为100-250。

在本发明的一项实施方式中，步骤(1)中，所述短支链聚乳酸接枝物的制备过程如下：首先将一定配比的乙酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物、丙交酯投入反应釜中，充分混合，然后加入催化剂，在氮气、加热条件下充分聚合反应，最后提纯得到接枝共聚物。

在本发明的一项实施方式中，步骤(2)中，所述聚乳酸B的数均分子量为8-20万。