[发明专利]一种高界面相容性的PLA/PBAT共混物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及高界面相容性的脂肪族聚酯和脂肪族-芳香族共聚酯共混物及其制备方法，具体为一种高界面相容性的聚乳酸PLA/聚（对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇）酯PBAT共混物及其制备方法。

背景技术

聚（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯（PBAT）是一种脂肪族-芳香族共聚酯，既具有良好的延展性和韧性，又具有很好的耐热性和冲击性能；同时，这种共聚酯还具有良好的生物降解性能，是一种环境友好型高分子材料，可广泛应用于薄膜等包装材料领域，替代传统的不可降解塑料薄膜，减少传统薄膜的使用所带来的环境污染问题。但是PBAT这种脂肪族-芳香族共聚酯的拉伸强度低（22Mpa左右）；另外，PBAT是以对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）、1，4-丁二醇（BG）和己二酸（AA）为原料，在催化剂作用下通过直接酯化或酯交换法聚合而成。制备这种共聚酯的原料价格昂贵。因此，在成本上采用PBAT制备的全生物降解薄膜与传统的聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等不可生物降解的薄膜相比具有很大的弱势。所以，为了降低PBAT生物降解薄膜的成本，一种方法是将PBAT与淀粉共混。但是，通过这种方法得到的共混物制备的薄膜强度将更低，不适于一些对强度要求较高的场合使用。

聚乳酸（PLA）是由玉米、马铃薯等可再生植物资源提取出的淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖经过发酵成为乳酸，进一步聚合而成的脂肪族聚酯。PLA的玻璃化转变温度Tg大约为55℃，熔点Tm大约为180℃，有着良好的生物相容性，且能够完全生物降解，降解后的最终产物为水和二氧化碳，因而，PLA无毒，不会造成环境污染。同时，PLA的拉伸强度高（>60MPa），压缩模量高，透明性好，成型加工方便，且价格较PBAT便宜。因此，将PLA与PBAT共混制备的薄膜不仅可以全生物降解，同时还可以利用PLA的高强度来提高共混物的拉伸强度，使制备的薄膜适用于对强度要求较高的场合。

但是，PLA与PBAT共混时两者的界面相容性差，为了使共混物具有更好的拉伸强度，必须提高PLA与PBAT两者的界面相容性。文献（Bioresource Technology 101,2010:8406-8415）等报道了使用环氧类的化合物作为两者的增容剂，利用增容剂的环氧基团与-OH或-COOH作用，使增容剂分子链上接上PLA和PBAT分子链，从而提高两者的界面相容性；专利CN101245178先使PLA和PBAT进行-OH封端，然后在PLA和PBAT的熔融体系中加入二异氰酸酯进行扩链制备PLA和PBAT的嵌段共聚物，再用这种嵌段共聚物作为增容剂加入到PLA与PBAT的共混体系中来提高两者的界面相容性。

由于环氧基团和异氰酸酯基团对-OH的反应活性较高，对-COOH则表现为较大的惰性，所以采用这类化合物作为增容剂需先对聚酯进行-OH封端处理才会获得比较好的增容效果，这在实际工业生产中操作复杂。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高界面相容性的PLA/PBAT共混物及其制备方法，以解决上述现有技术存在的为取得较好的增容效果，需先对聚酯进行-OH封端处理，现有的增容PLA与PBAT共混物的方法操作复杂的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高界面相容性的PLA/PBAT共混物的制备方法，包括以下步骤：

将预先干燥好的聚乳酸PLA和聚（对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇）酯PBAT树脂以任意质量比混合均匀后，加入哈克密炼机中进行密炼，密炼温度为150-180℃，转子转速为40-70rpm，待共混物熔融后，加入扩链剂A和扩链剂B，继续密炼5-10min，得到高界面相容性的聚乳酸PLA和聚（对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇）酯PBAT共混物。

优选的，所述聚乳酸PLA聚酯是由D-乳酸、L-乳酸、D-、L-乳酸或DL-乳酸聚合得到，优选重均分子量为40000-200000。

优选的，所述聚（对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇）酯PBAT共聚酯是以对苯二甲酸PTA或对苯二甲酸二甲酯DMT、1，4-丁二醇BG和己二酸AA为原料聚合得到，优选重均分子量为20000-130000。

优选的，所述聚乳酸PLA和聚（对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇）酯PBAT的质量比优选1：9-9：1。

优选的，所述扩链剂A为二恶唑啉类扩链剂，选自2，2′-双（2-恶唑啉）或1，3-苯撑-双（2-恶唑啉）中的一种或几种。