[发明专利]一种聚乳酸组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乳酸组合物及其制备方法，包括如下组分：线性聚乳酸、支化聚乳酸和烷基甜菜碱，其制备方法步骤为：先以三元或四元醇为引发剂在催化剂作用下引发丙交酯合成10~20个聚合度的支化聚乳酸预聚物，再以二元醇为引发剂在催化剂作用下引发丙交酯合成转化率为85%~95%的线性聚乳酸，然后将支化聚乳酸预聚物、线性聚乳酸和烷基甜菜碱一起聚合直至反应结束，得到聚乳酸组合物。该聚乳酸组合物具有良好的力学性能、色相以及低吸水率。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸组合物及其制备方法，该组合物具有良好的力学性能、色相以及低吸水率。

背景技术

现代社会，塑料制品在带给人们巨大便利的同时，也带来了的“白色污染”，对生态环境造成了严重的破坏。为了解决塑料制品带来的环境污染问题，可降解塑料应运而生，其中聚乳酸(Polylactic acid或polylactide，简称PLA)是一种性能优良的生物可降解聚酯，在纺织、食品包装、药物缓释、组织工程等方面都具有很好的应用前景。然而，聚乳酸具有坚硬且脆的缺点，通常情况下具有较好的拉伸强度，但是韧性较差，在一定程度上限制了其应用，因此研究人员们通常通过引入柔性链段共聚或者加入增塑剂进行共混的方式改性聚乳酸，以提高其韧性。此外，在聚乳酸合成过程中，乳酸及其二聚体的存在会使聚乳酸分子链因酸解而遭到破坏，导致聚合物分子量降低和颜色变差。同时，聚乳酸的水汽阻隔性一般，在一定程度上会影响其制品使用。

CN103113539公开了一种聚乳酸嵌段共聚物及其制备方法、改性聚乳酸，所述的共聚物由聚乳酸聚丁二酸丁二元醇酯嵌段共聚物、卤代酰卤与环氧官能单体共聚而成，由于聚丁二酸丁二元醇具有较好的韧性，引入后能够提高嵌段共聚物的韧性，但是不同共聚单体之间的反应活性较差，分子量难以提高，需要进行进一步共混改性。

CN101759970公开了一种耐水解增塑聚乳酸组合物及其薄膜，该组合物由50-89质量份聚乳酸，10-49质量份增塑剂和0.5-5质量份抗水解稳定剂组成，该组合物预混后通过成型加工制得薄膜。该聚乳酸组合物及其薄膜具有良好的韧性和耐水解性。但是，增塑剂通常具有较大的迁移率，与基体的相容性较差。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有聚乳酸韧性较差和聚合过程中存在酸解导致颜色变差以及水汽阻隔性差的问题，提供一种聚乳酸组合物，该组合物具有良好的力学性能、色相以及低吸水率。

本发明的另一个目的在于提供所述的聚乳酸组合物的制备方法，涉及的含线性聚乳酸、支化聚乳酸、烷基甜菜碱的组合物是在同一体系中合成得到的，迁移率低，并且工艺简单。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚乳酸组合物，包括如下组分：(1)线性聚乳酸；(2)支化聚乳酸，优选具有30～60个聚合度的支化聚乳酸；(3)烷基甜菜碱。烷基甜菜碱优选为十二烷基二甲基甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱。

本发明中的聚乳酸组合物含有线性聚乳酸、30～60个聚合度的支化聚乳酸和烷基甜菜碱，其中支化聚乳酸能够起到增塑剂的作用，提高韧性，烷基甜菜碱的加入能够减少副反应，促进聚合，并且能提高线性聚乳酸和支化聚乳酸的相容性，从而降低吸水率。因此该聚乳酸具有良好的韧性、色相和低吸水率。注塑得到的样品具有很好的拉伸强度和断裂伸长率。

进一步地，所述30～60个聚合度的支化聚乳酸优选30～40个聚合度的支化聚乳酸。所述的线性聚乳酸和支化聚乳酸都是丙交酯在一定制备条件下经开环聚合得到的。

本发明中，基于聚乳酸组合物的质量，支化聚乳酸的质量含量为5％-20％，优选为10％-15％。

本发明中，基于聚乳酸组合物的质量，烷基甜菜碱的含量为0.1％-0.2％，优选0.1％-0.15％。