一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料、制备方法及应用与流程

本发明涉及环保材料领域，具体涉及一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、高阻隔透明耐热复合材料，主要用于包装和保护产品，特别是食品、电子设备等，然而传统的高阻隔透明耐热复合材料在自然条件下难以降解，产品重复利用率低，大量废弃会造成严重的环境污染问题，为此我们提出一种全生物降解高阻隔透明耐热复合材料和制备方法来解决此问题。此外，纯pla的氧气和水蒸气阻隔性较差，严重限制了pla在食品、电子包装等领域的应用；其次，pla的玻璃化转变温度在55℃左右，限制其在耐热领域的应用。ppc分子链排列紧密，自由体积大小，这决定了它具有优良的阻隔性能。但是ppc是非晶态聚合物，它的玻璃化转变温度(tg＜40℃)较低，其应用场景较少。单纯的pla和ppc共混，由于两者的相容性较差，不仅共混物的阻隔效果提升不明显，共混物的透明度显著降低，而且共混物的耐热性能较差。综上所述，制备出全生物降解高阻隔透明耐热复合材料还存在一定难度。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料、制备方法及应用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本发明的第一方面，涉及一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料，包括以下重量份原料：

4、plla 30-110份；

5、pdla-ppc-pdla共聚物30-70份；

6、相容剂0.1-0.5份；

7、开口剂0.5-1.0份；以及

8、抗氧剂0.1-0.5份；

9、其中，所述的pdla-ppc-pdla共聚物的制备方法包括以下步骤：

10、以端羟基软嵌段ppc多元醇为引发剂，辛酸亚锡为催化剂，采用开环聚合法制备pdla-ppc-pdla共聚物。

11、可选地，所述相容剂为adr4468、hdi、xy4370中一种或多种。

12、可选地，所述开口剂为芥酸酰胺、纳米二氧化硅和乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。

13、可选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076以及抗氧剂168中的一种或多种。

14、可选地，所述d-丙交酯、ppc多元醇、辛酸亚锡以及无水甲苯的物质的量之比为1000-5000∶500-2000∶5-20：2000-10000。

15、可选地，所述ppc多元醇的分子量为mw＝2000。

16、本发明的第二方面，涉及一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

17、端羟基软嵌段ppc多元醇和甲苯放置在反应釜中进行加热共沸，然后在气体氛围下向反应釜中加入d-丙交酯，待搅拌均匀后加入辛酸亚锡，获得产物；

18、蒸馏法去除产物中多余的甲苯，再使用二氯甲烷作为溶剂进行溶解，接着用乙醚作为非溶剂到沉淀物，再对沉淀物过滤、干燥得到pdla-ppc-pdla共聚物；

19、将30-110重量份plla、30-70重量份pdla-ppc-pdla共聚物、0.1-0.5重量份相容剂、0.5-1.0重量份开口剂以及0.1-0.5重量份抗氧剂，加入挤出机中经熔融、挤出、造粒，获得所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料。

20、可选地，所述挤出机的温度设置为140～170摄氏度。

21、本发明的第三方面，涉及上述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料在生产食品包装与电子包装领域的应用。

22、本发明的有益效果：

23、1、当plla与pdla-ppc-pdla互混时，ppc多元醇链段部分不仅拥有优异的阻隔性能；而且，结合plla与pdla形成的立构复合晶体结构，形成核壳双层阻隔层，赋予复合材料良好的阻隔性能。其中立构复合晶体结构的形成，致使复合材料具有优异的耐热性能。

24、2、本发明中plla和pdla-ppc-pdla共聚物之间具有优异的相容性，致使复合材料具有优异的透明度。

技术特征：

1.一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：

2.根据权利要求1所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料，其特征在于，所述相容剂为adr4468、hdi、xy4370中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料，其特征在于，所述开口剂为芥酸酰胺、纳米二氧化硅和乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076以及抗氧剂168中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料，其特征在于，所述d-丙交酯、ppc多元醇、辛酸亚锡以及无水甲苯的物质的量之比为1000-5000∶500-2000∶5-20：2000-10000。

6.根据权利要求1所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料，其特征在于，所述ppc多元醇的分子量为mw＝2000。

7.一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料的制备方法，其特征在于，所述d-丙交酯、ppc多元醇、辛酸亚锡以及无水甲苯的物质的量之比为1000-5000∶500-2000∶5-20：2000-10000。

9.根据权利要求7所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机的温度设置为140～170摄氏度。

10.权利要求1～6任一所述的生物降解高阻隔透明耐热复合材料在生产食品包装与电子包装领域的应用。

技术总结
本发明公开了一种生物降解高阻隔透明耐热复合材料、制备方法及应用，属于环保材料领域。所述生物降解高阻隔透明耐热复合材料包括以下重量份原料：PLLA 30‑110份；PDLA‑PPC‑PDLA共聚物30‑70份；相容剂0.1‑0.5份；开口剂0.5‑1.0份；以及抗氧剂0.1‑0.5份；其中，所述的PDLA‑PPC‑PDLA共聚物的制备方法包括以下步骤：以端羟基软嵌段PPC多元醇为引发剂，辛酸亚锡为催化剂，采用开环聚合法制备PDLA‑PPC‑PDLA共聚物。本发明利用共混复合材料中间链段部分PPC多元醇优异的阻隔性，结合两端PLLA与PDLA形成的立构复合晶体结构，形成了复合材料核壳结构的阻隔层，极大提升了复合材料的阻隔性能；立构复合晶体结构同时赋予复合材料优异的耐热性能。其次，PDLA‑PPC‑PDLA与PLLA具有良好的相容性，致使复合材料具有优良的透明度。

技术研发人员：李召,黄浩,李鹏
受保护的技术使用者：安徽金普瑞新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/19