[发明专利]PPC与PBAT、PCL及PLA共混物及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种PPC与PBAT、PCL及PLA共混物及制备方法，属于聚合 物加工领域。

背景技术：

环境污染是当今社会面临的亟待解决的问题之一。二氧化碳是许多工业领 域所产生的废气，排放到大气层中，不仅对环境造成了污染，而且也是碳资源 的浪费，二氧化碳-环氧丙烷共聚物的原料之一是二氧化碳，通过二氧化碳与 环氧丙烷共聚反应可以固定二氧化碳；同时所得到的共聚物是一种无毒无味、 阻隔性能优异的无色固体，且该共聚物具有完全生物降解的特性，可以代替普 通塑料解决“白色污染”问题，因此具有双环保作用。实现二氧化碳-环氧丙烷 聚合反应的工业化生产和共聚物的市场化推广是企业家和化学工程师们追求的 目标。

二氧化碳与环氧丙烷共聚物[Poly(propylene carbonate)，以下缩写为PPC]是 非晶态聚合物，玻璃化温度(Tg)为35℃左右。温度在Tg以上时，PPC发粘 结块，影响其储存和运输；在Tg以下时PPC处于玻璃态，脆性较大，因此纯 PPC的应用存在很大困难。聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯[Poly(Butylene Adipate-co-Terephthalate)，以下缩写为PBAT]是己二酸、对苯二甲酸和丁二醇的三 元共聚物，熔点是115℃左右，容易加工，有较强的韧劲和好的缠结性，其它性 能类似LDPE(低密度聚乙烯)，并有较快的生物降解速度；聚己内酯 (Polycaprolactone，以下缩写为PCL)熔点是60℃左右，柔韧性好，降解速度 快，与PPC相容性好；聚乳酸[Poly(lactic acid)，以下缩写为PLA]是一种以可再 生的植物资源为原料制备的完全生物降解高分子材料，玻璃化转变温度和熔点 分别是60℃左右和170℃左右，价格相对较低，也有较快的生物降解速度。 PPC与PBAT、PCL及PLA互容性好，用PBAT、PCL和PLA与PPC共混，共 混物完全生物降解且发粘结块的温度高于纯PPC，同时力学性能较纯PPC有很 大的改善。

发明内容：

本发明的目的是提供一种PPC与PBAT、PCL及PLA共混物及制备方法， 用本发明的方法得到的共混物发粘结块的温度高于纯PPC，同时力学性能较纯 PPC有很大的改善，且可以完全生物降解。

本发明的目的是用以下方式实现的：

本发明的共混物由PPC、PBAT、PCL、PLA、封端剂、润滑剂和改性轻质 碳酸钙组成，其中：PBAT、PCL和PLA之和与PPC的比例(质量比)为10～ 100∶100。PBAT、PCL和PLA中的每一种组分所占PBAT、PCL和PLA三者 之和的比例不低于5％(质量比)；封端剂与PPC的质量比为0.2～5∶100；润 滑剂与改性轻质碳酸钙的质量比为0.5～30∶100；改性轻质碳酸钙与聚合物 (PPC、PBAT、PCL和PLA四者之和)的比例(质量比)为1～20∶100。

所述封端剂为马来酸酐；

所述润滑剂为硬酯酸、环氧大豆油中的一种或两者的混合物；

所述改性轻质碳酸钙是经过亲油改性的轻质碳酸钙，轻质碳酸钙的颗粒大 小在700～4000目之间。

本发明的共混物的制备方法是：将PPC、PBAT、PCL和PLA以及封端剂、 润滑剂和改性轻质碳酸钙在高速搅拌机中在不高于35℃的情况下进行冷混，冷 混的时间为5～10分钟；搅拌机的转速为500～1500转/分钟。

将冷混料用螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度不超过200℃。

本发明的原理在于：PBAT的熔点是115℃左右，容易加工，有较强的韧劲 和好的缠结性，其它性能类似LDPE，并有较快的生物降解速度；PCL的柔韧 性较好；PLA的玻璃化转变温度是60℃左右，熔点是170℃左右，刚性较好； PPC、PBAT、PCL和PLA的共混物发粘结块的温度高于纯PPC，力学性能优 于纯PPC；加入少量的改性轻质碳酸钙能保证在混合过程中PPC不结块且混合 均匀，同时可以提高共混物的性能和降低成本；加入封端剂为了保证PPC在加 工过程中不进行拉链式热分解；加入润滑剂是为了加工工艺的顺畅，提高加工 效率；挤出造粒的温度不超过200℃可以保证在加工过程中PPC和PPC、PBAT、 PCL及PLA不热分解或分解很少。