[发明专利]一种互穿结构的PPC与PBAT复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种互穿结构的PPC与PBAT复合材料及其制备方法。本发明提供的复合材料按照以下步骤制备得到：a)将PPC与第一改性剂混合，得到改性PPC；b)将PBAT与第二改性剂混合，得到改性PBAT；c)将改性PPC、改性PBAT与反应助剂混合，然后将混合物送入双螺杆挤出机中挤出，得到互穿结构的PPC与PBAT复合材料；所述挤出的过程中，控制双螺杆挤出机的加工温度高于PPC的熔融温度，且低于PBAT的熔融温度。本发明提供的制备方法通过化学改性使材料形成微观的化学交联，以及通过特定温度下的剪切共混使材料形成宏观的物理交联，从而显著提高了复合材料的力学性能与热学稳定性能。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种互穿结构的PPC与PBAT复合材料及其制备方法。

背景技术

生物可降解材料作为一种可自然降解的材料，在环保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，被认为是“白色污染”的有效解决途径。最理想的可降解生物材料是利用可再生资源得到，降解后可以被生物所重新利用，产物最好是二氧化碳和水，从而使这种材料的生产和使用纳入自然界的循环。

生物降解材料中，聚丙撑碳酸酯(PPC)因其将二氧化碳转化为聚合物有助于减少对化石燃料来源聚合物的依赖。PPC是由CO₂和环氧丙烷催化共聚合成的聚合物，与其他生物降解材料相比，PPC是为数不多的刚性材料，具有杨氏模量高以及较高的储能模量等；但是，PPC的韧性不足，应用受到一定的限制；另外，由于PPC的热稳定性、尺寸稳定性较差，其在许多应用中的广泛应用仍然具有挑战性。

为了改善PPC的综合性能，拓宽其应用领域，目前最常使用的方法是将PPC与其他生物降解树脂(比如，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯等)进行共混改性，但改善效果还有待进一步的提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种互穿结构的PPC与PBAT复合材料及其制备方法，本发明提供的复合材料具有良好的力学性能和热学稳定性能。

本发明提供了一种互穿结构的PPC与PBAT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将聚丙撑碳酸酯与第一改性剂混合，得到改性聚丙撑碳酸酯；

所述第一改性剂为异佛尔酮二胺、4,4'-二氨基二环己基甲烷、二乙烯三胺、N-氨乙基哌嗪和1-(2-吡啶基)哌嗪中的一种或多种；

b)将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与第二改性剂混合，得到改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯；

所述第二改性剂为聚马来酸酐、二缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和己二酸二缩水甘油酯中的一种或多种；

步骤a)与步骤b)没有先后顺序；

c)将所述改性聚丙撑碳酸酯、改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与反应助剂混合，然后将混合物送入双螺杆挤出机中挤出，得到互穿结构的PPC与PBAT复合材料；

所述反应助剂为三氟甲磺酸镧、三氯化铝、三氯化铁、二氧化铈和SSZ-13分子筛中的一种或多种；

所述挤出的过程中，控制所述双螺杆挤出机的加工温度高于所述聚丙撑碳酸酯的熔融温度，且低于所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔融温度。

优选的，所述聚丙撑碳酸酯的重均分子量为10万～30万。

优选的，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的重均分子量为10万～40万。

优选的，以重量份数计，所述聚丙撑碳酸酯的用量为50～95份，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的用量为5～50份，所述聚丙撑碳酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的合计用量为100份，所述第一改性剂的用量为0.1～3份，所述第二改性剂的用量为0.1～3份，所述反应助剂的用量为0.05～1份。