[发明专利]多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂及其制备方法和应用，具体涉及一种多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂及其在薄膜材料上的应用。

背景技术

近年来，聚乳酸（PLA）在薄膜包装领域的应用中备受关注（Macromolecules, 2008, 41 (3) : 655-662.）。然而，因聚乳酸熔体强度过低以及常温性脆导致其成膜性不好或薄膜材料脆性大而限制了聚乳酸在此领域的扩大使用。因此提高聚乳酸的熔体强度和韧性非常重要。

在不改变材料可天然降解的前提下，相比于化学反应如支化、交联或扩链等，通过与其他可降解脂肪族聚酯共混，如与聚丁二酸丁二醇酯（PBS）（Korea-Australia Rheology Journal 19(3): 125-131.）或聚（丁二酸丁二醇酯-co-l-乳酸酯）（PBSL）（Polymer 47(10): 3557-3564.）、聚己内酯（PCL）（Polymer 49(2): 599-609.）、聚乙二醇（PEG）（Journal of Applied Polymer Science 66(8): 1495-1505.）和聚乙烯醇（Journal of Applied Polymer Science 114(4):2481-2487.）等，以改善聚乳酸的韧性是最为常见和简单有效的办法。 

然而，由于聚乳酸与大多数脂肪族聚酯的相容性都不好，相间相互作用较差而限制了聚乳酸/脂肪族聚酯的进一步应用。因此如何改善聚乳酸和脂肪族聚酯分子链间相互作用以充分综合两种聚合物的优势成为了近年来研究的难题。以研究较多的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系为例，研究者先后尝试通过加入过氧化二异丙苯(DCP)使PLA/PBS共混体系局部交联化而进一步原位增容（Polym. Eng. Sci. , 2009, 49 (1) : 26-33）以及丁二酸丁二酯-丙交酯共聚物(PBSL)作为PLA的增韧剂（Polymer, 2006, 47 (10) : 3557-3564）从而提高PLA材料的韧性。上述方法对PLA/PBS共混体系性能的提高取得了一定的成效，但前者由于引入不可降解的物质且反应不可控以及后者制备过程复杂且成耗大而不利于推广使用。

总所周知，若聚合物体系中含有网络结构有助于提高材料的稳定性、力学性能。随着近年来聚合物体系中氢键网络结构的构建日益受到研究者们的关注，发明人尝试利用多羧基聚合物对聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂进行改性，加之发明人前面的研究工作证实了多羧基聚合物有助于改善聚乳酸树脂及其薄膜的性能，因此在此基础上发明人进一步研发了利用多羧基聚合物对聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂进行共混改性制备多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂及其薄膜材料。而本发明经反复实验证明多羧基聚合物对聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂的熔体流变性能以及吹膜性能均有着显著的改善。其原理是多羧基聚合物的氢键与聚乳酸等脂肪族聚酯分子链上的羰基形成氢键而在整个体系中形成氢键网络结构，从而实现对聚乳酸/脂肪族聚酯共混体系的增强增韧。多羧基聚合物不但可以与聚乳酸等脂肪族聚酯形成氢键网络结构实现增强增韧，还可以根据需要选定具有不同强度和韧性的多羧基聚合物来进一步对该共混体系增强增韧。据此，本发明则通过将多羧基聚合物与聚乳酸树脂和脂肪族聚酯树脂直接熔体共混制备改性聚乳酸/脂肪族聚酯树脂并将其挤出吹膜制得一种新型的多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂吹膜改性材料，从而多羧基聚合物网络结构的贡献实现聚乳酸和脂肪族聚酯两者性能的优化和综合，其制备过程简单可控，生产效率高，成本低廉。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂。

本发明是这样实现的：

一种多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂，包括聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂和多羧基聚合物，其中聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂由重量百分比1%至99%的聚乳酸树脂和重量百分比1%至99%的脂肪族聚酯组成，每100 g聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂中添加0.1至50 g的多羧基聚合物。

所述的多羧基聚合物是指在1个聚合物分子中具有7个以上的羧基数目的一类聚合物。（（PAA：羧基限制值的算法：以实验所设定的PAA所需的最低分子量500来计算，其羧基数目为：500/72≌7（个）））

本发明的另一个目的在于提供所述多羧基聚合物改性的聚乳酸/脂肪族聚酯共混树脂的制备方法，具体是：