[发明专利]一种聚乳酸-聚酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸-聚酯复合材料，该聚乳酸-聚酯复合材料的制备方法，以及由该方法制备的聚乳酸-聚酯复合材料。

背景技术

聚乳酸作为来自于生物基的生物可降解材料，因为其摆脱了石油资源的唯一依赖性，且产品在使用后可在微生物的作用下完全降解，最终产物为二氧化碳和水，回归生命循环的自然轨迹，其显著的低碳负荷性、生物相容性、生物降解特性以及良好的机械性能和使用性能，是目前其它任何材料都无法与之匹敌的。但是，聚乳酸材料自身因为较高的玻璃化温度（约50-60℃）而表现出的脆性以及因为自身软化点低而导致的耐热性差等缺陷极大地限制了聚乳酸的应用。因此，国内外研究者们纷纷致力于对聚乳酸的增韧和耐热性进行了大量的研究。

对聚乳酸进行增韧改性主要是通过共聚和共混的方式来进行。共聚改性工艺复杂，生产周期长，成本高，较难实施，难以工业化连续生产。因此，采用共混的方式在现有装置上对聚乳酸进行增韧改性由于容易实施而成为了增韧改性的优选方案。针对增韧改性，最好的增韧剂就是橡胶类的弹性体材料，如CN101875763A中使用的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，CN101495568A、US20100112357和US20060263394中使用的乙烯共聚物或带环氧官能团的烯烃化合物作为抗冲改性剂和增韧改性剂等，但是这类材料自身是非降解材料，与聚乳酸混合后，会影响材料的生物降解特性，反而丧失了聚乳酸原有的异于其它材料的环保优越性。因此，使用生物可降解材料作为聚乳酸增韧改性剂是对聚乳酸增韧改性的最佳选择。

CN1392891A和US20020198332中提到将聚乳酸与脂肪族聚酯混合，同时加入二者的嵌段共聚物作为增容剂，可以改善聚乳酸的纺丝和拉伸性能。US20020151618和US20040092672中提到了聚乳酸与聚羟基烷酸酯和脂肪族聚酯组成的三元混合物，可以制备出柔软的膜材。US20070203291、CN1531573A和CN1489616A中均提到使用聚乳酸与其它可降解聚酯或共聚酯组成的三元混合物具有非常好的抗撕裂性能等。CN101024696A中提到制备聚乳酸与脂肪族聚酯二醇在扩链剂二异氰酸酯的存在下进行扩链反应，制备出嵌段聚合物，可以得到韧性好、拉伸强度大和断裂延伸率高的聚乳酸材料。上述的共混物的增韧改性效果在抗冲和拉伸性能方面增韧效果还是非常有限的，以聚乳酸为连续相的材料其断裂延伸率很难达到或超过300%，而且材料的缺口抗冲击强度没有明显改善。另外，用二异氰酸酯作为扩链剂进行改性会给材料带来一定的毒性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的聚乳酸增韧改性方法存在的在抗冲性能和拉伸性能方面的增韧效果有限，或者改性后会带来毒性或生物降解性能相对于聚乳酸明显降低的缺陷，提供一种聚乳酸-聚酯复合材料及其制备方法。

本发明提供了一种聚乳酸-聚酯复合材料，该复合材料含有聚乳酸、脂肪族芳香族共聚酯、三嵌段共聚酯和有机过氧化物，其中，所述三嵌段共聚酯的结构式如式1所示：

式1

其中，p为5-200的整数，q为5-200的整数，M包括如下述式2和式3所示的结构单元，

式2

式3

其中，Ar为具有苯环、萘环或蒽环的基团；m为1-20的整数，n为1-16的整数，t为1-20的整数；

式2和式3所示的结构单元的摩尔比为1：0.1-10，M段的重均分子量为6000-600,000，所述三嵌段共聚酯的重均分子量为10,000-1,000,000。

本发明还提供了所述聚乳酸-聚酯复合材料的制备方法，该方法包括：将聚乳酸、脂肪族芳香族共聚酯、三嵌段共聚酯和有机过氧化物进行混合，并将得到的混合物进行挤出造粒。

本发明还提供了由上述方法制备的聚乳酸-聚酯复合材料。

在本发明提供的所述聚乳酸-聚酯复合材料中，有机过氧化物和所述三嵌段共聚酯不仅能够增强聚乳酸与脂肪族芳香族共聚酯的混合体系的相容性，而且还能够起扩链增容的效果，从而使得所述聚乳酸-聚酯复合材料综合力学性能较好，特别是在抗冲性能和拉伸性能方面具有改善的韧性。

而且，本发明的所述聚乳酸-聚酯复合材料中的各个组分均是无毒的和可生物降解的。因此，所述聚乳酸-聚酯复合材料是环境友好的，具有较好的生物降解性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明