[发明专利]一种聚乳酸/聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的相容剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PLA/PBAT的相容剂及制备 方法，具体为采用反应性挤出的方法制备具有PLA-b-PBAT共聚物的共混物，即 可作为PLA和PBAT共混相容剂使用。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种可再生，可生物降解的脂肪族聚酯，具有较高的拉伸 强度和模量。PLA的玻璃化转变温度Tg约为60℃，常温下PLA呈脆性，纯PLA 的断裂伸长率约为4％，严重限制了PLA的应用领域。PLA增韧的研究是一个重 要的研究方向。

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 聚酯，虽然制备PBAT的原料是从石油中提取得到的，但是，PBAT具有可降解的 特性，无环境污染。由于分子链自身的结构构成，PBAT具有良好的耐热性、延 展性和韧性。将PBAT与PLA共混能够显著提高PLA的韧性，拓宽PLA的应用领 域。

但是，PLA与PBAT共混时，两种材料的界面的相容性差，提高相容性是PLA 共混PBAT必须解决的问题。文献(PolymerDegradationandStability96， 2011:982-990)等报道了使用钛酸四丁酯为酯交换剂，使得两种物质在熔融状态 下发生酯交换反应，从而提高两者的界面相容性。专利CN101245178中先对PLA 和PBAT进行-OH封端，然后再加入二异氰酸酯进行扩链反应制备PLA和PBAT的 嵌段共聚物，达到体系增容的目的；专利CN103571158针对-OH和-COOH的活性 不同，采用不同的扩链剂进行反应，可在PLA和PBAT共混物中形成PLA和PBAT 的嵌段共聚物，达到提高相容性的目的。专利CN103571158同时也指出，由于 异氰酸酯基团对-OH的反应活性较高，对-COOH则表现出较大的惰性，所以采用 这类化合物作为增容剂需要先对聚酯进行-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

本发明的目的是提供一种PLA/PBAT的相容剂及制备方法，以解决PLA与 PBAT共混时相容性差的问题以及PLA材料本身韧性不好的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种聚乳酸/聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的相容剂的制备方 法，按照下述步骤进行：

(1)将低分子量和工业级PLA和PBAT放入真空干燥箱中，于60-80℃下干 燥8-12h；

(2)将低分子量的PLA和PBAT混合，混合过程中加入酯交换催化剂，其含 量为PLA/PBAT总质量的0.5-1.0％。混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中进行反 应性挤出，螺杆各段温度为140-260℃，螺杆转速为100-150rpm，将螺杆的两段 进行抽真空处理，挤出得到具有PLA-b-PBAT共聚物的共混物，冷却，造粒，干 燥备用。

(3)将上述过程制备的共混物作为相容剂添加到工业级PLA和PBAT中，并 混合均匀，共混物占总质量的5-20％。将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中 进行熔融共混，螺杆各段温度为140-190℃，螺杆转速为100-150rpm，即可挤出 PLA/PBAT复合材料，该复合材料中PLA与PBAT具有较好的相容性，该材料具有 较好的韧性。

本发明中所述的低分子量的PLA的分子量为5000-15000。

本发明中所述的低分子量的PBAT的分子量为5000-20000。

本发明中所述的酯交换催化剂为La₂O₃、MgO、ZnO、CeO₂、Al₂O₃中的一种 或几种复配。

本发明中所述的酯交换催化剂的预处理要在500℃下烘干8h以排除其中的 水分和CO₂，使用前放置在100℃下，N₂氛围中放置。

本发明中所述的酯交换催化剂含量为0.5-1.0％。

本发明中对挤出机的螺杆其中两段进行抽真空处理。

本发明还包括一种PLA/PBAT的相容剂及制备方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：