[发明专利]聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料及其制备方法，属于无机粉体与高分子材料相结合的复合材料制备领域。

背景技术

环保问题已引起世界各国越来越广泛的重视，解决由不可降解的高分子材料废弃物造成的“白色污染”问题已成为高分子材料研究人员义不容辞的责任。聚丙撑碳酸酯（PPC）是一种新型可降解脂肪族聚碳酸酯，它由温室气体二氧化碳和环氧丙烷在催化剂的作用下交替共聚而得，因此又称为二氧化碳全降解塑料。PPC具有优良的生物可降解性、良好的透明性、高阻隔性和生物兼容性等优点，另外由于它以二氧化碳废气为聚合单体，作为有效的CO₂ 综合利用手段，PPC的合成与应用研究得到了广泛的关注。近几年，二氧化碳全降解塑料的聚合技术迅速发展和完善，我国学者在二氧化碳全降解塑料的研究方面在世界上占有重要地位，其关键技术处于国际领先水平，二氧化碳全降解塑料的产业化进程推进较快。但由于PPC自身的耐热性差、玻璃化转变温度低、成本较高等缺点，使其在作结构材料大规模使用时受到较大的限制，因此，对PPC进行物理或化学改性，提高其力学性能和热性能，降低其制品的成本具有重要的意义。

无机粉体填充是改性聚合物材料的重要方法，它可以降低成本，同时还能提高某些物理或化学性能，常用的无机粉体如碳酸钙、滑石粉、云母粉、高岭土等的填充改性技术已经较为成熟。但大多传统的无机粉体填充到聚合物中会导致制品透明度大幅下降，制品发白发污，因此对于透明度要求高的制品无法使用这些传统的无机粉体进行填充改性。元明粉即无水硫酸钠，外形为无色透明的大晶粒或颗粒性小结晶，是无机盐工业大宗产品之一，在洗涤剂、纺织印染、玻璃、硫化碱、造纸、医药等领域应用广泛。以元明粉作为聚合物材料的改性填料，具有降低成本并保持制品较好透明性等优点，目前，以元明粉复合改性聚合物材料的研究非常少见，而元明粉填充改性聚丙撑碳酸酯尚未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是通过元明粉填充改性的方法制备聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料。以元明粉对聚丙撑碳酸酯进行填充改性可以一举多得：既可以提高复合材料的力学性能、玻璃化转变温度和耐热性能，又可以保持其原有的透明性，同时还能够大幅度降低材料制品的成本，另外当复合材料制品废弃之后，复合材料中元明粉的吸水性可以加速聚丙撑碳酸酯基体的降解。

上述发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料，其组分按重量计为：聚丙撑碳酸酯60%-95%，元明粉5%-40%，表面改性剂0-1%，润滑剂0-0.5%。

前面所述的聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料，优选的方案是，所述元明粉的粒度为800-3000目（优选900-2500目，更加优选1800目）。

前面所述的聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料，优选的方案是，所述元明粉的白度大于90。

前面所述的聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料，优选的方案是，所述表面改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和双亲抑水偶联剂中的一种或一种以上。

前面所述的聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料，优选的方案是，所述润滑剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种或一种以上。

前面所述的聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料，优选的方案是，所述聚丙撑碳酸酯是二氧化碳和环氧丙烷的完全交替共聚物，二氧化碳结构在其主链结构中重量百分数为43%，数均分子量为40000以上。

所述的聚丙撑碳酸酯/元明粉透明全降解复合材料的制备方法，步骤如下：

（1）将元明粉加入高速混合机搅拌并加热至90-110℃，干燥排气，然后在搅拌下泵入呈细雾状的表面改性剂非水溶液，搅拌处理10-20分钟，出料备用；

（2）将聚丙撑碳酸酯粒料、表面改性处理后的元明粉和润滑剂在高速捏合机中进行混合，然后将混合料转入密炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行熔融复合，熔融复合的温度控制在150-180℃，挤出料采用风冷、切粒后得到复合材料。

前面所述的制备方法，优选的方案是，步骤（1）表面改性剂非水溶液为表面改性剂的醇、酮及烃类溶液。

前面所述的制备方法，优选的方案是，步骤（1）将元明粉加入高速混合机搅拌并加热至100℃。