[发明专利]一种PPC-P可降解柔性薄膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PPC‑P可降解柔性薄膜材料，主要由以下原料制成：PPCP、PBAT和PLA、主抗氧剂、辅助抗氧剂、开口剂、抗水解剂、抗紫外剂、扩链剂、增塑剂、相容剂、其中所述PPC‑P、PBAT和PLA中，所述PPC‑P、PBAT与PLA的质量份配比为5～7：2～4：1。该薄膜采用PBAT和PLA以及助剂对PPC‑P进行改性，产品既具有较好的延展性和断裂伸长率，也具有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，以及优良的透气透湿性能。本发明还公开了上述PPC‑P可降解柔性薄膜材料的制备方法。

技术领域

本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种PPC-P可降解柔性薄膜材料及其制备方法。

背景技术

PPC是一种以环氧丙烷和二氧化碳为原料(其中CO₂含量占42％以上)共聚而成的可完全降解的环保型塑料，PPC最大特色在于其优异的降解性能、阻隔性能、化学稳定性及电气绝缘性，优良的柔韧性使其具有较高的断裂伸长率(Jiang et al.,2021)。然而，PPC具有无定形的结构，分子结构分布不均匀，分子链具有较大的柔性，链之间的作用力很小，PPC的主链段易于绕醚键(—O—)内旋，醚键的存在使主链的柔性增大，玻璃化转变温度较低，约为35℃，热稳定性较差，极大地限制了PPC的使用温度和应用范围。

近年来，中山大学孟跃中教授团队对PPC的改性取得了突破性的进展，在原有环氧丙烷、二氧化碳单体的基础上，使用邻苯二甲酸酐(PA)作为第三单体改性PPC得到多嵌段三元二氧化碳共聚物PPC-P(Poly(propylene carbonate phthalate))，引入苯环刚性基团的同时，PPC最大的热力学性能缺陷了改善，玻璃化转变温度提高至50℃以上，PA含量越高，聚合物玻璃化转变温度也越高。相比PPC，PPC-P可降解塑料的强度更高、耐热性更好、高阻隔性能更为良好。其综合性能可与PLA媲美，有望成为PLA的替代品。随着环保监管日益严格，PPCP可降解塑料市场发展前景较好。

而作为降解塑料，PPC-P最有前景的方向是在一次性使用的产品上，如一次性的购物袋、包装膜、地膜等柔性薄膜。由于PPC-P中刚性基团苯环的引入，聚合物抗拉强度可提高至超过40Mpa，但断裂伸长率却极低，仅为约5％，极大地限制了其在一次性通用塑料消费市场的应用，因此，对其加工性能和机械性能进行改进，进一步吹塑制成柔性薄膜，得到综合性能优良的产品，结合其较低的成本，有利于推动PPC-P产业进步发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PPC-P可降解柔性薄膜材料，采用己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物PBAT和聚乳酸PLA以及助剂对PPC-P进行改性，得到一种PPC-P可降解柔性薄膜材料。

本发明的目的还在于提供上述PPC-P可降解柔性薄膜材料的制备方法。

本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种PPC-P可降解柔性薄膜材料，主要由以下质量份配比的原料制成：

其中所述PPC-P、PBAT和PLA中，所述PPC-P、PBAT与PLA的质量份配比为5～7：2～4：1。

PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，是生物降解塑料研究中非常受欢迎和市场应用最好降解材料之一，但是也具有成本高、拉伸性能差、开口性能差等缺点。

聚乳酸(PLA)具有优良的生物相容性与生物降解性能，其降解在工业堆肥的条件下发生，最终完全降解得到的产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染。且PLA具有较高的拉伸强度、拉伸模量，但PLA的韧性比较差，缺少弹性以及柔性，断裂伸长率低，质地硬而目脆性大，溶体强度相对较低，结晶速率过慢，耐热性差、冲击强度差等原因，从而限制了其工业化的应用。