[发明专利]一种材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种材料，其含有至少两个结构层，且相邻结构层的结晶度不同；所述结构层由可降解树脂形成。

技术领域

本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种基于结晶区分布调控的可降解高分子材料。

背景技术

可降解高分子材料是指在一定的时间和条件下，在热力学和动力学意义上均可降解的高分子材料，其是一种环保高分子材料，可被用于生产生活的方方面面，例如，可通过吹塑成型以制备薄膜制品，如购物袋、包装袋、垃圾袋、手套和农用膜等；可以通过注射成型以制备容器制品，如瓶子等；也可以通过挤出成型以制备片材和管材等，如盘、碗、盆、饭盒、文件夹、绳子、吸管、硬质管材等；也可以通过注塑成型以制备多种注塑制品，如筷子、刀叉、笔、文具、牙刷、梳子、衣架以及电子产品的结构件和壳体等；还可通过纺丝成型(例如，熔融纺丝或溶液纺丝等)以制备纤维制品，如长纤维、短纤维、无纺布等。

由于现有的可降解高分子材料通常是由含官能团的单体经聚合以形成相对分子质量为几千、上万、上百万甚至上千万的具有可水解官能基团(例如，酯基、酰胺基、酸酐或氨基甲酸酯基等)的聚合物，因此其诸多性能(例如，机械性能、加工性能、降解性能、热稳定性、气体阻隔性、耐老化性等)主要取决于其内部结构特性(例如，分子链结构、分子链形态、分子链构型、构象及柔顺性、分子量大小、分子量分布、结晶度、可水解键的种类等)。

目前，有关可降解高分子材料的性能调控，比较常规的方法多是采用相关的加工助剂来实现。例如，关于降解性能，一般情况下，一旦选定了某种可降解高分子材料，对于其降解性能的调控通常是在材料的成型加工过程中向基体树脂中添加一些助剂(例如吸水剂、促水解剂、抗水解剂等)。这不仅会增加材料的加工成本，而且上述助剂的使用也会因，例如在基体中分散不均、与基体的相容性不佳以致部分析出等因素，对最终材料的降解性能的调控产生不利影响，甚至可能会出现时慢时快、降解不均匀等不期望的非稳定性降解。

因此，本领域迫切需要一种能对可降解高分子材料的性能(例如，力学性能、降解性能、耐热性能等)实现准确调控的新思路。

发明内容

本发明旨在提供一种基于结晶区分布调控的可降解高分子材料及其制备方法和应用。

在本发明的第一方面，提供一种材料，所述材料含有至少两个结构层，且相邻结构层的结晶度不同；所述结构层由可降解树脂形成。

在另一实施方式中，相邻结构层的结晶度相差0.1-72％。

在另一实施方式中，各结构层由相同或不同的可降解树脂形成。

在另一实施方式中，所述可降解树脂具有水解性官能基团，所述水解性官能基团选自下述的一种或两种以上：酯基、酰胺基、羟基、羧基、酸酐和氨基甲酸酯基；例如，所述可降解树脂选自下述的一种或两种以上共聚物、混合物、衍生物或组合：脂肪族聚酯、聚羟基酯醚、聚羟基烷酸酯、聚酐、聚氨基酸、聚氧化乙烯、聚磷腈、聚醚酯、聚酰胺酯、聚酰胺、磺化聚酯、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、和热塑性聚氨酯弹性体。

在另一实施方式中，所述脂肪族聚酯选自下述的一种或两种以上：羟基乙酸均聚物、羟基乙酸共聚物、聚乳酸及其共聚物、聚-ε-己内酯(简称PCL)、聚丁二酸乙二醇酯(简称PES)、聚丁二酸丁二醇酯(简称PBS)、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(简称PBAT)、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(简称PBST)、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯(简称PBSA)、聚甲基乙撑碳酸酯(简称PPC)、聚羟基脂肪酸酯(简称PHA)、和聚己二酸乙二醇酯(简称PEA)。

在另一实施方式中，所述脂肪族聚酯选自羟基乙酸均聚物或羟基乙酸共聚物。

在另一实施方式中，所述材料还含有相邻两个结构层之间的接合层。

在本发明的第二方面，提供一种如上所述的本发明提供的材料的制备方法，所述方法包括步骤：

(1)使可降解树脂形成结构层；和