[发明专利]生物可降解聚合物共混物

说明书

本发明涉及生物可降解聚合物共混物，且尤其涉及包含聚乳酸(PLA)的基于聚酯的共混物。

聚乳酸(PLA)是一种合成热塑性聚酯，目前可以容易地大量得到，主要用于包装用途。它具有理想的环保认证，因为与包括100％再循环PET在内的任何矿物质热塑性材料相比，可以在较低的碳排放量及不可再生能源使用的情况下，从可持续的(植物)给料简单地生产它。原则上，PLA可以通过热塑性方法或通过水解裂化回单体而被再循环，尽管目前这仅处于商业发展阶段。此外，PLA的独创商用性在于，它通过两阶段过程适度迅速地生物降解，该过程由以下阶段组成：水解为低分子量低聚物，并随后通过微生物完全菌致分解。

在室温，PLA具有高模量和高强度，但具有非常差的韧性。这主要是由于它的位于50℃至60℃之间的玻璃化转变点。在某些用途中，由于在较温暖气候中的储存条件下的变形和强度损失，存在更多的问题。对这些问题的解决方法在于控制聚合物化学，制备共聚物和支链。为了制备更有韧性的、但仍然在商业上可行的仍以类似方式生物可降解的热塑性材料，已经基于热塑性材料的复合或共混考查了各种途径。

许多研究者已经考查了纳米粒子增强PLA的潜力，达到了各种目的和一定成功。相关的是对纳米量级的生物来源的增强物质的研究，例如，纤维素纳米晶须[Bondeson D.，Oksman K.，：“聚乙烯醇修饰的聚乳酸/纤维素晶须纳米复合材料(Polylactic acid/cellulose whisker nanocomposites modified by polyvinyl alcohol)”.Composites：A部分，38，2486-2492(2007)]。对PLA纳米复合材料的主要研究聚焦于改善强度和模量。然而，对于许多热塑性材料用途而言，这基本上是无关的。以前的研究者也已注意到，已经证实无机纳米粒子的有限的分散给出了韧性方面相当可观的改善[Jiang L.，Zhang J.，Wolcott M.P.，“聚丙交酯/纳米尺寸碳酸钙和聚丙交酯/蒙脱石复合材料的比较：强化效果和增韧机制(Comparison of polylactide/nano-sized calcium carbonate and polylactide/montmorillonite composites：Reinforcing effects and toughening mechanisms)”.Polymer，48，7632-7644(2007)]。尽管不是严格生物可降解的，许多无机纳米粒子是直接由矿物源制备的，并且可以被认为当周围的聚合物已经分解时是惰性的。然而，通常认为，无机纳米粒子需要有机表面修饰以使它们与热塑性材料相容。目前供应的可商购的材料具有非生物可降解的厚有机修饰剂层，并且可能部分地溶解在基体聚合物中，导致对于食品接触材料的顾虑。最后，商业上提供的纳米颗粒是昂贵的，使得它们妨碍了任何预期用于如包装的大批量的用途的复合材料的应用。