[发明专利]一种柔性聚乳酸共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及高分子量聚乳酸共聚物的制备方法。

背景技术

最近100年来，随这高分子材料的技术发展，塑料工业从无到有，从小到大，全世界的塑料消费也越来越多。据统计，2011年，全球塑料的使用量已经达到了近2亿吨的规模，但塑料飞速发展的同时，也带来了两个严重的问题：1、大量的塑料废弃物给环境带来了难以承受污染，白色污染问题困扰全球。2、塑料产品在生产和废弃后处理的过程中，产生了大量的二氧化碳排放。

聚乳酸是最具商业开发价值的生物塑料，目前，生物塑料中近90％是聚乳酸。巨大市场需求，导致世界各国争相研发、投资，加速了其商业化进程，毫无疑问，聚乳酸产业是一个具高成长性和关系环保、减排的战略性行业。

聚乳酸具有优越的物理特性和生物相容性，但普通的聚乳酸也存在着断裂伸长率低，韧性较差的缺陷，影响了其在薄膜、片材等柔韧性要求较高领域的应用。

发明内容

本发明提供一种柔性聚乳酸共聚物的制备方法，本发明的目的是为了提供一种由丙交酯、聚ε已内酯、环氧大豆油形成的共聚物，具有高拉伸强度、断裂伸长率、低生产成本、可生物降解的柔性聚乳酸共聚物树脂。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种柔性聚乳酸共聚物的制备方法，其原料组成部分为：丙交酯，聚ε已内酯，环氧大豆油；各原料组分的重量份数分别为：

丙交酯            40-90份

聚ε已内酯        10-30份

环氧大豆油        0-10份

其生产步骤为：

(1)、将丙交酯和聚ε已内酯进行干燥处理；丙交酯干燥的程序为：将物料加入真空耙式干燥机中，设备加热温度设定为70℃，真空度设定为绝对压力≤5000Pa，物料的含水量达到≤200PPM，即为干燥结束；聚ε已内酯干燥程序为：将物料加入真空耙式干燥机中，设备加热温度设定为40℃，真空度设定为绝对压力≤5000Pa，物料的含水量达到≤200PPM，即为干燥结束。

(2)、按照原料的重量比列称取丙交酯和聚ε已内酯，加入反应釜内；

(3)、按照一定的重量比例加入催化剂；

(4)、利用真空泵抽出反应釜中的空气，并加入高纯氮气，如此反复2次，保持反应釜中的氮气氛；此过程反应釜内保持轻微正压，一般为+0.01～0.03MPA，反复两次充气主要是为了反应釜中的空气被彻底置换。

(5)、按照一定的规律进行升温；加热过程为程序式升温，设备温度保持120℃，待物料完全融化后，当物料温度介于130～140℃时间，保持0.2℃/Min的速度升温，当物料温度介于140～150℃时间，保持0.1℃/Min的速度升温，当物料温度≥150时，保持0.3℃/Min的速度升温，直至出料。

(6)、在反应到粘度达到20万cps左右时，按照原料比例加入环氧大豆油；

(7)、继续反应，直至反应物料的粘度不再明显上升，结束反应，进行出料；

(8)、进行脱挥、造粒、干燥处理，即可得到成品，一种柔性的聚乳酸共聚物。

进一步地，本发明的一种柔性聚乳酸共聚物的制备方法，还具有如下特点：所述的丙交酯为左旋丙交酯，右旋丙交酯，外肖璇丙交酯，内肖璇丙交酯中的一种或者是数种的混合物。

丙交酯的含量要求高于99％，水份含量要求低于0.1％。

所述的聚ε已内酯，重均分子量在5000～10000之间。

所述的环氧大豆油，环氧值≥6.0％。

丙交酯开环与PCL，环氧大豆油形成共聚反应的催化剂为亚磷酸二烃基酯。

催化剂的用量相当于丙交酯开环与PCL，环氧大豆油形成共聚物总重量的0.02％～2.0％。

丙交酯开环与PCL，环氧大豆油形成共聚反应中所采用的PCL，重均分子量为10000～100000。

本发明以丙交酯、PCL、环氧大豆油为聚合单体，在催化剂存在的条件下进行聚合反应，其反应温度为130～180℃，其反应压力为-0.08～0.01MPA。

本发明中，所述的反应釜为高分子材料领域一般意义上的反应釜，可适应本体聚合高粘度物料的要求即可。此处的高粘度指200万cps。

本发明以丙交酯、聚ε已内酯、环氧大豆油为原料，在催化剂、高温、和惰性气体保护的情况下进行开环聚合反应，可得到柔性聚乳酸共聚物，该聚合物可以100％生物降解，生物相容性较好，拉伸强度和断裂伸长率等指标都远超过纯料聚乳酸，可用做薄膜、片材等柔性较高的应用领域。