[发明专利]全生物降解组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料技术领域的材料及方法，具体是一种全生物降解组合物及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，高分子材料的使用已经渗透到人们生活的各个领域，给我们的生活带来了极大的便利，尤其是塑料薄膜材料，应用面极为广泛。仍而，传统的塑料薄膜材料主要以石油基为原料制备而成，如聚丙烯、聚乙烯等。以这类材料制备成的薄膜材料使用完丢弃到大自然中难以降解，导致了严重的环境污染问题。伴随着石油资源的日益短缺及人们对环境问题的高度关注和生活质量要求的提高，开发完全可生物降解性高分子材料已成为现今国内外研究热点。

聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)、聚羟基烷酸酯(PHA)等都属于全生物降解高分子材料，这类材料使用完后丢弃到自然中，能够在自然界微生物作用下最终全部降解为H₂O和CO₂；同时，制备这些生物降解材料的原料大部分可以是植物基。因此，促进这类材料的使用不仅可以节约宝贵的石油资源，而且材料使用完后不会给环境带来任何负面影响，市场前景广阔。

聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、聚羟基烷酸酯等由于其柔韧性较好，可以直接制备成薄膜材料。但是相对于传统的聚丙烯、聚乙烯材料，以上这些生物降解材料的售价较高，使制备成的薄膜与传统材料相比价格上大大的失去了竞争力。而聚乳酸在以上这些生物降解材料里面综合性能较好、成本最低，应用前景最为广阔。但是其脆性大，不能直接制备成薄膜。所以若能采用一种效果好的增韧技术提高聚乳酸的柔韧性，使其能直接吹塑成膜，将具有很好的市场前景。

目前，在提高聚乳酸的韧性方面，常用的方法就是采用增塑剂来增塑处理聚乳酸，或是将聚乳酸与韧性好的高分子材料共混，如专利EP0980894所述。仍而，增塑剂和其他高分子材料与聚乳酸的相容性往往比较差，在增塑剂含量较高时，会发生增塑剂从聚乳酸体系中渗透出来，使材料性能下降；而其他高分子材料当添加量较多时，由于与聚乳酸的相容性差，会发生相分离现象，使最终材料的性能变差。

专利CN1662603和专利US2005/0159583则是采用合成具有聚酯或聚醚类的嵌段共聚物作为增韧剂，这类增韧剂与聚乳酸的相容性较好，将其与聚乳酸共混来提高聚乳酸的柔韧性，可以很好的解决增塑剂渗透问题。但是该方法合成的增韧剂成本相对较高，用其改性聚乳酸不利于降低材料的综合成本，使其应用受限制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种加工性能好，具有很好的柔韧性的全生物降解组合物及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种全生物降解组合物，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：

聚乳酸           80-100份，

生物降解聚酯     0-20份，

增韧剂           5-20份，

填料             0-20份，

润滑剂           0.1-1份，

抗氧剂           0.1-0.6份。

所述的聚乳酸无特别要求，可以由L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸聚合得到。

所述的生物降解聚酯为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)、聚羟基烷酸酯(PHA)中的一种或一种以上。

所述的增韧剂为植物油与乳酸聚合得到的共聚物，数均分子量Mn优选2000-100000；具体通过以下方法制得：先将植物油和乳酸分别在缩聚反应釜中，于60-80℃抽真空1-2h，除去原料中的水分；然后按植物油和乳酸的物质量比1∶1-1∶2000分别称取植物油和乳酸，加入缩聚反应釜中，并加入占原料总质量的0.1-1.5％的锡类化合物作催化剂，在130-190℃下直接进行熔融缩聚反应；体系先在氮气氛围中缩聚反应1-8h，然后抽真空，在真空下缩聚反应2-10h，反应结束后所得共聚物即为所需增韧剂。

所述的植物油为蓖麻油、聚蓖麻油、环氧大豆油、亚麻籽油、棕榈油中的一种或一种以上；所述的乳酸为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸中的一种或一种以上；所述的锡类化合物为二水合氯化亚锡或辛酸亚锡。