[发明专利]一种高韧性PLA/PBAT共混合金及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料共混合金领域，具体涉及到一种高韧性聚乳酸(PLA)/PBAT共混合金及其制备方法。以PLA、PBAT、PDLA‑PBAT‑PDLA三嵌段共聚物为原料，使用密炼机制备PLA/PBAT/PDLA‑PBAT‑PDLA共混合金，PDLA‑PBAT‑PDLA三嵌段聚合物在共混体系中的含量为1％‑10％。本发明制备的PLA/PBAT共混合金以PDLA‑PBAT‑PDLA三嵌段共聚物为相容剂，在熔融共混时PDLA链段可与PLA原位形成立构复合晶体(SC)，提高PLA与PBAT两相界面作用力，合金的机械性能明显提高。本发明工艺简单，设备普通，易实现工业化生产。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高韧性PLA/PBAT共混合金及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是以农作物果实或者农作物秸秆为原料，从中提取、发酵后得到乳酸单体，再通过化学合成而得到的一种脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性，可以在自然中完全降解，降解的最终产物为水和二氧化碳，不会对环境造成污染。同时具有较高的拉伸强度(60MPa)，易加工成型，且价格相对PBAT便宜。

PBAT是一种芳香族-脂肪族共聚酯，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，是一种良好的可生物降解弹性体；它易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢，最终形成水和二氧化碳，不污染环境，可降解性则保证了PBAT是一种环境友好材料，可减缓目前塑料制品所带来的白色污染问题，因此PBAT制品的研究受到新型材料产业界的广泛关注。但其拉伸强度低，只有30MPa左右，限制了它在强度要求较高的环境的应用。

因此，将PBAT与PLA共混制备生物可降解材料，两种材料的优劣互补，该共混材料将具有较高的强度,同时具有良好的韧性。将聚乳酸(PLA)和右旋聚乳酸(PDLA)等比例与PBAT共混，在挤出机中原位形成聚乳酸立构复合晶体(SC)，作为一种物理交联点，将会进一步提升材料的强度。

中国专利(CN102702696A)公开了一种全降解生物材料及其制品，其中PBAT的含量为75-90％，剩余含量则为PLA。由于两种材料本身的相容性问题，该生物材料强度不够理想。而中国专利(CN103254597)通过PLA、PBAT和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合，同时，聚己内酯(PCL)、EVA与PLA接枝共聚物以及植物油多元醇改善体系的稳定性，相容性问题得到很好的解决，所制备的材料具有较好的拉伸强度和韧性，易于加工，但是体系的组成较多，配方复杂。

发明内容

本发明的目的是在现有技术上开发一种高韧性PLA/PBAT共混合金及其制备方法。

一种高韧性PLA/PBAT共混合金及其制备方法，其特征在于，原料及质量配比如下：

PLA质量分数:55％-84％。

PBAT质量分数:15％-35％。

PDLA-PBAT-PDLA三嵌段共聚物质量分数:1-10％。

PDLA-PBAT-PDLA三嵌段共聚物的制备方法如下：

(1)PBAT活化中间体的制备将1,6-己二酸、对苯二甲酸二甲酯、1,4-丁二醇加入反应瓶中，通N₂保护，盐浴加热到160℃，待反应瓶中物料完全熔融后，将催化剂钛酸四丁酯加入反应瓶(分散在三氯甲烷中)，抽真空，梯度升温至230℃，恒温搅拌反应3-4h，产物用氯仿溶解，加入甲醇析出沉淀，将沉淀烘干，得到PBAT。其中1,6-己二酸、对苯二甲酸丁二醇酯、1,4-丁二醇单体摩尔比为2-3：2-3:10。

将PBAT、辛酸亚锡或氯化亚锡催化剂加入带有搅拌装置、冷凝装置、氮气保护装置的三口烧瓶中，打开冷凝水，通入N₂，梯度升温至100℃，反应3-4h，即得到PBAT活化中间体；

(2)PDLA-PBAT-PDLA三嵌段共聚物的制备