[发明专利]用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核剂及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核剂及应用方法，具体说，涉及一种用于聚酯材料聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的聚乙烯醇缩醛类大分子成核剂及其应用方法。

背景技术

聚合物材料结晶度的高低，结晶形态和结晶结构的差异将影响聚合物材料的性能，从而影响其应用。常用的聚酯类材料其性能受结晶的影响显著。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚酯，由于本身具有生物降解性，近年来成为方兴未艾的研究热点。但是由于合成工艺的问题，所得聚酯的分子量一般较低，而且其加工温度一般较低，加工过程中容易降解，导致其力学性能和制品的使用性能不佳。

高效成核剂的加入能有效的降低材料的球晶尺寸，提高其结晶速率，使晶粒的结构微细化，从而提高制品的刚度，热变形温度，尺寸稳定性及透明度和表面光泽度。成核剂由于用量少，对材料的化学结构、生物降解性能影响很小，所以添加成核剂是提高生物降解聚酯性能的一种有效方法。

聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的成核剂包括有机和无机两大类。常见的无机成核剂主要包括无机纳米粘土类，无机氧化物等材料，如蒙脱土，二氧化硅（SiO₂），滑石粉，碳纳米管等。

唐义祥等用熔融共混法制备聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/纳米高岭土复合降解材料。结晶性能有所提高，复合降解材料中纳米高岭土添加量较少时，材料的缺口冲击性能、断裂伸长率和拉伸强度有明显改善。

罗发亮等用溶液共混法制备了聚丁二酸丁二酯(PBS)/纳米二氧化硅(nano-SiO₂)复合材料。加入纳米二氧化硅，PBS的结晶温度67.7℃提高到73.3℃。

Junjia Bian等对nano-SiO₂/PBS复合材料研究发现nano-SiO₂具有成核作用。复合材料的模量和屈服强度得到增强。

张新伟等研究了滑石粉、TMB-5、碳酸钙、硫酸钙晶须、高岭土等五种成核剂对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶行为及力学性能的影响。以滑石粉的效果最为突出，可使PBS的结晶温度上升11℃，拉伸强度提高了4.4MPa。

Guoli Wang等通过熔融共混制备了PBS/多壁碳纳米管（MWCNTs）共混物。当MWCNTs含量为0.5%时，复合材料的结晶温度可以达到90℃，比纯PBS提高了约6℃。Song L.和Qiu Z. B.通过溶液共混法研究发现，掺杂少量的MWCNTs能明显改善纳米复合材料中PBS的机械性能。Qiu Z. B.等通过溶液超声法制备了PBSA与羧基功能化多壁碳纳米管(f-MWCNTs)的纳米复合材料。f-MWCNTs的加入极大的提高了PBSA的成核能力，加速了结晶过程。

Singh R.和Ray S. S.通过熔融共混法制备了聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和表面氧化碳纳米管（o-CNTs）的共混物。断裂伸长率由纯PBS的21.2%增加到纳米混合物的55.1%，拉伸模量和强度略有增加。

常见的PBS及其共聚酯的有机类成核剂，通常包括芳环族或脂环羧酸的碱金属盐或铝盐（苯甲酸镧，苯甲酸铝，苯甲酸钠，苯甲酸钾），以及有机磷酸盐类。

高利斌等研究了苯甲酸镧(BenLa)、环磷酸镧(PLa)、苯甲酸铝(BenAl)和2828 4种成核剂对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶行为及力学性能的影响。结果表明，成核剂的加入使PBS球晶尺寸细化，球晶规整均匀，且结晶温度向高温方向移动，其中BenLa使PBS结晶温度提高了9.16℃，成核改性后，PBS的力学性能较纯PBS也有所改善。

张丹丹等采用熔融共混制备了PBS和笼形八苯基硅倍半氧烷(OPS)的复合材料。结果表明，OPS的加入，可以有效地改善PBS的韧性；OPS在PBS基体中起到成核剂及增韧的作用，使复合材料的结晶温度升高，结晶速率加快，球晶尺寸减小；少量的OPS加入能够提高复合材料的热稳定性。

以上这些成核剂均为无机物或者小分子。这些成核剂跟PBS不完全相容，难以在PBS基质中均匀地分散。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种可以提高材料结晶温度和结晶速度的大分子成核剂，并将该大分子成核剂均匀分散于聚酯基体中，明显提高树脂的力学强度等性能，从而改善制品的应用性能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于聚丁二酸丁二醇酯及其共聚酯的大分子成核剂，其为聚乙烯醇缩醛。