一种聚乙醇酸聚碳酸酯组合物、材料及其制备方法与应用与流程

专利检索2025-04-13  6


本发明涉及聚乙醇酸材料,尤其涉及一种具有优异的综合性能的聚乙醇酸/聚碳酸酯材料。


背景技术:

1、聚乙醇酸(pga)是一种可生物降解的高结晶度脂肪族聚酯,由于突出的结晶性能和链段结构特性,使其具有优异的机械性能、气体阻隔性能以及生物相容性,因此被广泛应用于生物医学和生态学领域。但是pga也存在不足之处,如产品韧性差、熔体强度低难吹膜、制品货架期短等问题,限制了其大规模扩产和应用。

2、脂肪族聚碳酸酯也是一种重要的可生物降解高分子材料,具有生物降解速度适中、韧性优异和生物相容性良好的特点,并且其结构可调、产品色泽好、催化剂使用量少、聚合工艺简单,具有良好的工业化前景。脂肪族聚碳酸酯与聚乙醇酸的热力学性能和力学性能具有天然的互补性,将聚乙醇酸与脂肪族聚碳酸酯进行共混改性是解决聚乙醇酸上述问题的一种行之有效的方式。然而,聚乙醇酸和脂肪族聚碳酸酯的相容性较差,使得共混物的综合性能较低。


技术实现思路

1、为克服上述现有技术的至少一种缺陷,第一方面,本发明的一种实施方式提供了一种聚乙醇酸/聚碳酸酯组合物,包括聚乙醇酸、脂肪族聚碳酸酯和添加剂;所述添加剂包括增容剂,所述增容剂包括乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物,所述共聚物包括如下式ⅰ的乙醇酸结构单元和式ⅱ的碳酸酯结构单元:

2、

3、其中,r为含2~12个碳原子的亚烷基;所述式ⅰ结构单元和式ⅱ结构单元的聚合度之和小于50。

4、第二方面,本发明的一种实施方式提供了一种乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物的制备方法,包括如下步骤:

5、(1)将乙醇酸或乙醇酸酯与脂肪族二元醇进行酯化反应或酯交换反应,得到乙醇酸预聚物;

6、(2)将碳酸二酯与脂肪族二元醇进行反应,得到脂肪族碳酸酯预聚物;

7、(3)将所述乙醇酸预聚物、所述脂肪族碳酸酯预聚物进行缩聚反应,制得所述乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物;

8、其中,所述步骤(1)和/或步骤(2)的脂肪族二元醇包括2~12个碳原子,所述碳酸二酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸二萘酯中的一种或多种。

9、第三方面,本发明的一种实施方式提供了一种聚乙醇酸/聚碳酸酯材料,由上述的组合物制得。

10、第四方面,本发明的一种实施方式提供了一种聚乙醇酸/聚碳酸酯材料的制备方法,包括将上述的组合物熔融挤出制得。

11、第五方面,本发明的一种实施方式提供了一种乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物作为材料增容剂的应用,其中,所述共聚物包括如下式ⅰ的乙醇酸结构单元和式ⅱ的碳酸酯结构单元:

12、

13、其中,r为含2~12个碳原子的亚烷基,所述式ⅰ结构单元和式ⅱ结构单元的聚合度之和小于50。

14、本发明一种实施方式的聚乙醇酸/聚碳酸酯组合物,可用于制备聚乙醇酸/聚碳酸酯材料,通过将聚乙醇酸与脂肪族聚碳酸酯进行共混改性来改善聚乙醇酸的韧性和加工性能,并调节其降解速度;另外,通过引入乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物作为增容剂,解决了聚乙醇酸与脂肪族聚碳酸酯相容性差的问题。



技术特征:

1.一种聚乙醇酸/聚碳酸酯组合物,包括聚乙醇酸、脂肪族聚碳酸酯和添加剂;所述添加剂包括增容剂,所述增容剂包括乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物,所述共聚物包括式ⅰ的乙醇酸结构单元和式ⅱ的碳酸酯结构单元:

2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述碳酸酯结构单元具有如下结构:

3.根据权利要求2所述的组合物,其中,m为2~6的整数;和/或,

4.根据权利要求1所述的组合物,其中,以所述聚乙醇酸和所述脂肪族聚碳酸酯的总质量为基准,所述聚乙醇酸的质量含量为5~95%,所述脂肪族聚碳酸酯的质量含量为5~95%;和/或,

5.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚乙醇酸在230℃、负重为2.16kg下的熔融指数为小于等于20g/10min;和/或,

6.根据权利要求5所述的组合物,其中,以所述聚乙醇酸和所述脂肪族聚碳酸酯的总质量为基准,所述热稳定剂的质量含量为0.01~3%,所述抗氧剂的质量含量为0.01~3%,所述开口剂的质量含量为0.01~3%,所述增塑剂的质量含量为0.1~10%,所述扩链剂的质量含量为0.01~5%;和/或,

7.一种乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物的制备方法,包括如下步骤:

8.一种聚乙醇酸/聚碳酸酯材料,由权利要求1至6中任一项所述的组合物制得。

9.一种聚乙醇酸/聚碳酸酯材料的制备方法,包括将权利要求1至6中任一项所述的组合物熔融挤出制得。

10.一种乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物作为材料增容剂的应用,其中,所述共聚物包括如下式ⅰ的乙醇酸结构单元和式ⅱ的碳酸酯结构单元:


技术总结
本发明涉及一种聚乙醇酸/聚碳酸酯组合物、材料及其制备方法与应用,该组合物包括聚乙醇酸、脂肪族聚碳酸酯和添加剂;所述添加剂包括增容剂,所述增容剂包括乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物,所述共聚物包括式Ⅰ的乙醇酸结构单元和式Ⅱ的碳酸酯结构单元;其中,R为含2~12个碳原子的亚烷基;所述式Ⅰ结构单元和式Ⅱ结构单元的聚合度之和小于50。本发明一种实施方式的聚乙醇酸/聚碳酸酯组合物,可用于制备聚乙醇酸/聚碳酸酯材料,通过将聚乙醇酸与脂肪族聚碳酸酯进行共混改性来改善聚乙醇酸的韧性和加工性能,并调节其降解速度;另外,通过引入乙醇酸和脂肪族碳酸酯的共聚物作为增容剂,解决了聚乙醇酸与脂肪族聚碳酸酯相容性差的问题。

技术研发人员:尹甜,李春成,温亮,刘佳健,蒋志魁,吴绍华,张子建,刘聪志
受保护的技术使用者:中国神华煤制油化工有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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