4月3日消息,据国家知识产权局公告,万华化学集团股份有限公司申请一项名为“一种聚乳酸-聚酯多元醇共聚复合物及其制备方法“,公开号CN117801477A,申请日期为2023年12月。
专利摘要显示,本发明提供一种高强度、高耐热性能的聚乳酸聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法。本发明通过使左旋丙交酯、右旋丙交酯分别和聚酯多元醇发生开环聚合制备相应的具有高韧性的聚左旋乳酸聚酯多元醇共聚物和聚右旋乳酸聚酯多元醇共聚物,然后将这两种共聚物经过熔融混合制备成聚乳酸聚酯多元醇共聚立构复合物。本发明制备产品的力学强度、韧性、耐热性能优异,能够有效扩大聚乳酸的应用范围。
背景:
聚乳酸具有较高的力学强度、透光率和良好的生物相容性,但是存在韧性差、耐热性差等缺点。因此在实际应用时需要对聚乳酸进行改性。
目前主要的改性方法主要分为物理改性和化学改性。其中物理改性是通过与其它聚合物材料如PBS、PBAT、PCL、PHA共混或添加增塑剂、增韧剂达到增塑、增韧和提高耐热性能的目的。与其它聚合物共混的方法存在两种材料之间界面相容性差的问题,通用的解决方法是添加增容剂。但是增塑剂、增韧剂和增容剂等添加剂的迁移、渗出问题会限制其在绝大多数领域的应用。
化学改性是对分子链的结构进行改性,主要包括共聚改性和交联改性。其中,共聚改性是聚乳酸增韧的一种常用手段。PLA的共聚改性是指在PLA分子链上引入柔性链段,降低分子链规整性,使结晶度下降,削弱分子间 作用力,最终提高PLA的韧性。但是,一般引入柔性链段后,PLA的力学性能、玻璃化转变温度Tg和熔点Tm会大幅下降,导致应用受限。
研究者发现,由于PLLA和PDLA具有相反的旋光性,对映体链段间以氢键连接形成紧密排列的立构晶区,因此将两者混合可以制备一种全新结晶形态的聚乳酸立构复合物(sc‑PLA)。相比于纯PLLA或PDLA(熔点<180℃),sc‑PLA的熔点高达230℃,且结晶速率较快,能够显著地提高聚乳酸材料的耐热性能。但是聚乳酸立构复合物的制备和应用还存在两个问题需要解决:一是立构晶体的形成需要PLLA和PDLA的分子链之间充分接触,在对映体链段间形成氢键。只有低分子量的PLLA和PDLA的分子链容易发生运动,形成立构结晶。但是产品的力学强度差,应用受限。高分子量的PLLA和PDLA黏度极大,分子链难以扩散,不易全部形成立构结晶。通常可以通过加入选择性成核剂使其只生成立构结晶。但是还是面临第二个问题,即sc‑PLA在熔融后重结晶会先产生均聚物同质结晶而不是共混物立构结晶。
发明内容:
本发明提供了一种聚乳酸‑聚酯多元醇共聚立构复合物的制备方法。通过嵌段共聚的方式在聚乳酸(PLLA和PDLA)分子链中引入柔性聚酯多元醇分子链使其具有一定韧性,然后通过熔融共混的方式制备成聚乳酸‑聚酯多元醇共聚立构复合物。聚酯多元醇的引入可以使PLA分子链的运动性增强,重结晶后能快速恢复全立构结晶,可用于熔体加工成型。该方法制备的聚乳酸‑聚酯多元醇共聚立构复合物具有高韧性和优异的热稳定性,应用范围广泛。
内容来源:可降解可循环中心