一种PLA/PBAT共混物的制备方法及产品

本发明属于高分子材料，具体涉及一种pla/pbat共混物的制备方法及产品。

背景技术：

1、随着现代工业的不断发展，石油基不可降解塑料的使用量日益增多，其带来的污染严重威胁我们赖以生存的环境。由此，可完全生物降解塑料应运而生。

2、聚乳酸(pla)是一种对环境友好的、可生物降解的脂肪族聚酯，其原料乳酸提取自生物资源，如土豆、玉米等，是百分之百的可再生资源。然而，pla的低韧性限制了其加工和使用性能。研究pla与生物可降解聚合物共混改性是提高其韧性的简单且有效的方法。

3、聚(己二酸丁烯-共对苯二甲酸酯)(pbat)是一种可生物降解的芳香族聚合物，主要由己二酸、对苯二甲酸及丁二醇的单体聚合而成。用pbat对pla共混改性不仅可以保持可生物降解性，而且改善pla的脆性，是pla共混增韧的最佳选择之一。

4、然而，pla和pbat作为两相体系，不相容性是两者共混的首要问题。因此，需要改善pla和pbat的相容性，来进一步解决共混物的性能提高问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种pla/pbat共混物的制备方法及产品，该制备方法实现了pla/pbat共混物中两相的相容性提高，界面粘合性增强，界面作用力得到改善，并最终实现pla和pbat两相的力学性能得到最佳互补，共混物的机械性能，尤其是抗冲击性能，得到有效提升。

2、一种pla/pbat共混物的制备方法，包括：

3、将pla、pbat、多环氧化合物和异氰酸酯基化合物进行熔融混合，得到所述pla/pbat共混物。

4、作为优选，以共混物总质量百分比100％计，pla的添加量为10～90％，pbat的添加量为10～90％，多环氧化合物的添加量为1～20％，异氰酸酯基化合物的添加量为1～20％。

5、作为优选，以共混物总质量百分比100％计，pla的添加量为60～80％，pbat的添加量为20～40％，多环氧化合物的添加量为2～10％，异氰酸酯基化合物的添加量为2～10％。

6、作为进一步优选，多环氧化合物与异氰酸酯基化合物的添加质量比为(5～1)：(5～1)。进一步优选为(0.3～3)：1。更进一步优选为1:1。

7、作为具体优选方案，以共混物总质量百分比100％计，pla的添加量为64.4％，pbat的添加量为27.6％，多环氧化合物的添加量为4％，异氰酸酯基化合物的添加量为4％。

8、作为优选，熔融混合的时间为5～15min。进一步优选为8～10min。更进一步优选为8min。

9、作为优选，熔融混合的温度为155～200℃。进一步优选为180～195℃。更进一步优选为195℃。

10、作为优选，熔融混合的转子转速为30～120rpm。进一步优选为30～90rpm。更进一步优选为60～80rpm。熔融混合的转子转速优选为80rpm。

11、作为优选，多环氧化合物选自异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)、苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(adr)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(egma)、环氧大豆油(eso)、甲基环氧乙烷(meo)、聚环氧乙烷(peo)中的一种或多种。进一步优选为异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)。

12、作为优选，异氰酸酯基化合物选自甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、赖氨酸三异氰酸酯(lti)中的一种或多种。进一步优选为甲苯二异氰酸酯(tdi)。

13、作为优选，熔融混合的混合方式为pla、pbat、多环氧化合物和异氰酸酯基化合物同时共混。

14、本发明还提供一种pla/pbat共混物，由上述任一项中所述的pla/pbat共混物的制备方法制备得到。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、(1)本发明的pla/pbat共混物的制备方法，利用环氧基团和异氰酸酯基反应生成噁唑烷酮，协同促进了pla和pbat两相之间的界面相容性，提高界面粘结作用。

17、(2)本发明的pla/pbat共混物的制备方法中，多环氧化合物和异氰酸酯基化合物为协效增容剂，二者同时添加极大地提高了pla/pbat共混材料的界面相容性和基体结晶度；通过该制备方法制备得到了高冲击韧性、高力学强度和良好拉伸韧性的pla/pbat共混物。

18、(3)本发明的pla/pbat共混物的制备方法工艺简单，绿色环保，共混物兼具pla的强度和pbat的韧性，在农业薄膜、包装等应用领域前景广阔。

技术特征：

1.一种pla/pbat共混物的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的pla/pbat共混物的制备方法，其特征在于，以共混物总质量百分比100％计，pla的添加量为10～90％，pbat的添加量为10～90％，多环氧化合物的添加量为1～20％，异氰酸酯基化合物的添加量为1～20％。

3.根据权利要求1所述的pla/pbat共混物的制备方法，其特征在于，以共混物总质量百分比100％计，pla的添加量为60～80％，pbat的添加量为20～40％，多环氧化合物的添加量为2～10％，异氰酸酯基化合物的添加量为2～10％。

4.根据权利要求1所述的pla/pbat共混物的制备方法，其特征在于，熔融混合的时间为5～15min，熔融混合的温度为155～200℃，熔融混合的转子转速为30～120rpm。

5.根据权利要求1所述的pla/pbat共混物的制备方法，其特征在于，多环氧化合物选自异氰脲酸三缩水甘油酯、苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧大豆油、甲基环氧乙烷、聚环氧乙烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的pla/pbat共混物的制备方法，其特征在于，异氰酸酯基化合物选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯中的一种或多种。

7.一种pla/pbat共混物，其特征在于，由权利要求1～6中任一项所述的pla/pbat共混物的制备方法制备得到。

技术总结
本发明提供一种PLA/PBAT共混物的制备方法及产品，该制备方法通过在PLA/PBAT体系中同时添加多环氧基化合物和异氰酸酯基化合物，利用环氧基团和异氰酸酯基反应生成噁唑烷酮，协同促进了PLA和PBAT两相之间的界面相容性和基体结晶度，有效提高了界面粘结作用。通过本发明的制备方法制备得到的PLA/PBAT共混物具有优异的冲击韧性、较高的力学强度和良好的拉伸韧性。另外，本发明的PLA/PBAT共混物的制备方法工艺简单，绿色环保，共混物兼具PLA的强度和PBAT的韧性，在农业薄膜、包装等应用领域前景广阔。

技术研发人员：苏娟娟,文杰秀,韩建,张鹏成
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8