[发明专利]抗冲击生物可降解复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗冲击生物降解复合材料及其制备方法。所述抗冲击生物降解复合材料由互穿网络弹性体和聚碳酸酯熔融共混而成；其中，所述互穿网络弹性体为脂肪族聚酯与酸木质素在交联剂与引发剂存在下交联反应得到的，所述脂肪族聚酯选自聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种；所述脂肪族聚酯与所述酸木质素的质量比为100:(5～15)。该复合材料可完全生物降解，且具有良好的抗冲击性能。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种抗冲击生物可降解复合材料及其制备方法。

背景技术

传统不可降解塑料的应用在给人类生产、生活带来便利的同时，也带来了诸如污染土壤、水体、海洋等危害。随着人类环保意识的逐渐提高，对可降解环保材料的渴望越来越强烈。

生物降解塑料是能够在适合的环境条件下经过一定时间跨度后最终分解为二氧化碳和水的一类聚合物材料。目前全球的生物降解塑料已达几十种，比如聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚羟基丁基酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸酯(PC)等合成型可降解塑料。上述可降解塑料尽管具有良好的生物降解性能，但均因其自身或多或少的缺陷而极大限制了其作为材料单独使用的大规模应用。

为了提高生物降解塑料的抗冲击性能，目前主要有三种方法，一是通过共聚，在生物降解塑料的分子链上引入另一种柔性分子链，使生物降解塑料分子链的规整度下降，从而降低生物降解塑料的结晶性能，使分子链柔顺更佳，改善韧性，但是该方法成本高；二是通过拉伸取向、退火处理等成型加工艺提高冲击强度等力学性能，但此方法改善的幅度有限，难以从根本上解决韧性不足的问题；三是通过共混方式加入增韧剂，但是目前增韧剂的价格普遍高昂，且一般均与聚合物基材存在相容性问题，在后期使用过程中易析出，导致材料的性能变差。

发明内容

基于此，有必要提供一种成本较低且具有良好抗冲击性能的生物降解复合材料及其制备方法。

一种抗冲击生物降解复合材料，由互穿网络弹性体和聚碳酸酯熔融共混而成；

其中，所述互穿网络弹性体为脂肪族聚酯与酸木质素在交联剂与引发剂存在下交联反应得到的，所述脂肪族聚酯选自聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种；

所述脂肪族聚酯与所述酸木质素的质量比为100:(5～15)。

上述抗冲击生物降解复合材料，以易生物降解的聚碳酸酯为基体，通过在聚碳酸酯基体中引入互穿网络弹性体，互穿网络弹性体具有很大的分子自由空间，当受到外力作用时，互穿网络弹性体可通过发生大的形变消耗应力，加上聚己内酯和/或聚丁二酸丁二醇酯的分子链具有良好的柔韧性，可以大大提高复合材料的抗冲击性，不但避免了使用价格高昂的增韧剂，而且还可以降低生产成本；同时，以聚己内酯和/或聚丁二酸丁二醇酯与酸木质素为原料交联反应得到的互穿网络弹性体的主体材料是酯类高分子材料，与聚碳酸酯基材的相容性非常好，解决了相容性问题，还可以进一步提高复合材料的抗紫外性能和热稳定性能。

在其中一个实施例中，所述互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(10～40):100。

进一步地，所述脂肪族聚酯为聚己内酯，所述互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(15～25):100。

进一步地，所述脂肪族聚酯为聚丁二酸丁二醇酯，所述互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(20～30):100。

在其中一个实施例中，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述过氧化二异丙苯的用量为所述脂肪族聚酯与所述酸木质素总量的0.8wt％～2wt％。