CN101265356A - 一种降解型复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种降解型复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101265356A
CN101265356A CNA2008100255081A CN200810025508A CN101265356A CN 101265356 A CN101265356 A CN 101265356A CN A2008100255081 A CNA2008100255081 A CN A2008100255081A CN 200810025508 A CN200810025508 A CN 200810025508A CN 101265356 A CN101265356 A CN 101265356A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite material
weight
degradation
type composite
weight part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008100255081A
Other languages
English (en)
Inventor
李宏图
王景清
黄伟生
夏琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU QIONGHUA HIGH SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
JIANGSU QIONGHUA HIGH SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU QIONGHUA HIGH SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical JIANGSU QIONGHUA HIGH SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CNA2008100255081A priority Critical patent/CN101265356A/zh
Publication of CN101265356A publication Critical patent/CN101265356A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/918—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling characterized by differential heating or cooling
    • B29C48/9185—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling characterized by differential heating or cooling in the direction of the stream of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B29C2948/9259—Angular velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92885—Screw or gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

一种降解型复合材料及其制备方法，涉及一种降解型复合材料。将10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇－己二酸－对苯二甲酸、1～5重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5～1重量份的引发剂和1～3重量份的加工助剂在混合机中混合均匀后，通过双螺杆挤出机塑化挤出，得到降解型复合材料。本发明方法简单、易于生产，产品稳定性好，具有优异的力学性能和机械性能，以及可降解性等优点，膜韧性，手感非常良好，可作包装材料和环保材料等。

Description

一种降解型复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料，具体地说是一种聚乳酸/Ecoflex(丁二醇-己二酸-对苯二甲酸)降解型复合材料。
背景技术
由于20世纪后期快速扩大的人类活动而产生的能源和资源的大量消费和废弃，全球规模的环境问题和资源问题开始显现。我国也自1993年起已转变为原油净进口国，2004年的进口量已突破1亿吨。2001年我国有机合成高分子相关制品的产量已达2500万吨，居世界第二位。这些制品在给我们生活带来方便和舒适的同时，它们所造成的能源、资源、环境问题的压力也是十分严重的。2005年中国塑料包装材料需求量达到500万吨，按其中30％为难以收集的一次性塑料包装材料和制品计算，则废弃物产生量达150万吨；一次性日用杂品和医疗材料中一部分也是难以收集或不宜回收利用的，预计其需求量达100万吨。难以回收利用的塑料废弃物对环境的污染、对生态平衡的严重破坏已引起了社会极大的关注。生物降解高分子材料是环境低负荷型合成材料，而且大部分生物降解高分子可以再生利用，这些优势使其成为当今研究、开发的热点。
聚乳酸是以可再生资源玉米淀粉为原料，经发酵法得到乳酸，进一步聚合而得到的。它不依赖于日益枯竭的石油资源，对于实现可持续发展战略具有重要意义。它的单体和聚合物都是无毒的并且具有良好生物相容性，可以用于人体组织、药物缓释等方面。它是完全可生物降解的高分子，最终降解为二氧化碳和水，不存在废弃通用塑料所造成的环境污染。并且可以用热塑性方法加工，具有高强度、高模量、高阻隔性能。但是由于聚乳酸高结晶度和Tg远高于室温使其具有高强度、高刚度的同时，材料很脆，断裂伸长率很低，只有4％左右，其次它的韧性很差。再有就是加工稳定性差，容易降解，水解，特别是PLA的端羧基对这种降解有催化作用。降解所产生新的羧基又会进一步催化PLA的降解，如此恶性循环将导致PLA性能的大幅度降低。因此，通过与其它材料共混得到一种具有良好机械性能和物理性能的复合材料就特别有意义了。中国专利(CN 101033328A)就是用聚乳酸与二氧化碳聚合物共混得到了一种性能良好的共混物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是要克服上述现有技术的不足，提供一种具有良好的力学性能，可降解，热稳定好，易加工的降解型复合材料。
本发明由10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇-己二酸-对苯二甲酸(Ecoflex)、1～5重量份的封端剂甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5～1重量份的引发剂、1～3重量份的加工助剂组成。
本发明所选用聚乳酸是乳酸衍生物产品，是以乳酸单体经化学合成的新型生物降解性高分子材料，其无毒、无刺激性，具有优良的生物相容性，最终降解为二氧化碳和水，不污染环境。聚乳酸的热稳定性良好，加工温度在170～230℃，由良好的抗溶剂性，可用多种方式加工。
本发明所选用的共混物主要是Ecoflex(Mn＝3.96e4)，此为丁二醇-己二酸-对苯二甲酸共聚物，具有良好的生物降解性能，并且其加工性能优异。这种材料也有很好的生物相容性，通过与之共混后，对聚乳酸本身的性能有很大的提高。
本发明所选用的封端剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
总之，本发明选用的丁二醇-己二酸-对苯二甲酸共聚物是一种生物降解材料，因此同聚乳酸共混后应用不存在污染环境的问题。完全降解生成二氧化碳和水，在干燥环境中储存，则不发生降解，并且它具有良好的加工性能和机械性能，同聚乳酸共混后可以得到具有预期的良好性能的聚合物。本发明聚乳酸与Ecoflex聚合物的相容性较好，在添加适当的封端剂和加工助剂的情况下，可以得到一种机械性能和物理性能都优于聚乳酸的复合材料，其具有良好的力学性能，可降解，热稳定性好，易加工的特点。这种复合材料生产的薄膜可以用于包装材料等方面的生产。
本发明所述引发剂为过氧化二异丙苯。
本发明所述加工助剂包括质量比为1∶1∶1的热稳定剂、抗氧剂和抗紫外剂。
本发明第二目的是为上述降解型复合材料的制备方法：
将10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇-己二酸-对苯二甲酸(Ecoflex)、1～5重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5～1重量份的引发剂和1～3重量份的加工助剂在混合机中混合均匀后，通过双螺杆挤出机塑化挤出，得到降解型复合材料。
本发明方法简单、易于生产，产品稳定性好。
其中，优选方案是：双螺杆挤出机的温度设定为：加料段100～150℃，塑化段150～180℃，挤出段150～180℃；螺杆转速为：200～300转/分。
具体实施方式
本发明降解型复合材料由10～90重量份的聚乳酸、10～90重量份的Ecoflex、1～5重量份的封端剂甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5～1重量份的引发剂、1～3重量份的加工助剂组成。
备料：
选用Natureworks生产的聚乳酸(Mw＝1.87×105，Mw/Mn为1.46)
丁二醇-己二酸-对苯二甲酸(Ecoflex)(Mw＝7.40×104，Mw/Mn为1.87)
封端剂——甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)
引发剂——过氧化二异丙苯(DCP)
加工助剂——由热稳定剂亚磷酸酯、抗氧剂和抗紫外剂组成，质量比为1∶1∶1。
一、实施例一：
1、按下列配方A(重量份)称取各组分：
聚乳酸            20份
Ecoflex           80份
封端剂            5份
加工助剂          1.5份
引发剂            0.5份
2、制备工艺：
将适当比例的聚乳酸、Ecoflex、封端剂、引发剂和加工助剂在混合机中混合好后，通过双螺杆挤出机中进行塑化挤出，得到复合材料。
具体操作方式如下：
用聚合物之前先将聚合物烘干2～6h，然后将各组分用混合机混合，冷却搅拌，在室温下出料。
在双螺杆挤出机中进行塑化挤出。挤出机的温度设定为：加料段100～150℃，塑化段150～180℃，挤出段150～180℃；螺杆转速为：200～300转/分。
3、产品性能：
复合材料所制成膜的拉伸强度为：20.29MPa(横向)，21.44MPa(纵向)。断裂伸长率为：598.19％(横向)，631.26％(纵向)。
这种复合材料生产的膜韧性，手感非常良好，可以用于包装材料等方面的生产。
二、实施例二：
1、按下列配方B(重量份)称取各组分：
聚乳酸        30份
Ecoflex       70份
封端剂        5份
加工助剂      1.5份
引发剂        0.5份
2、制备工艺：
同实施例一。
3、产品性能：
复合材料所制成膜的拉伸强度为：12.91MPa(横向)，15.24MPa(纵向)。断裂伸长率为：305.54％(横向)，451.53％(纵向)。
从实施例的结果可以看出，本发明得到的聚乳酸/Ecoflex(丁二醇-己二酸-对苯二甲酸)降解型复合材料，其性能已经远超过了聚乳酸，具有优异的力学性能和机械性能，以及可降解性等优点，膜韧性，手感非常良好，可作包装材料和环保材料等。

Claims (5)

1、一种降解型复合材料，其特征在于：由10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇-己二酸-对苯二甲酸、1～5重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5～1重量份的引发剂、1～3重量份的加工助剂组成。
2、根据权利要求1所述降解型复合材料，其特征在于所述引发剂为过氧化二异丙苯。
3、根据权利要求1所述降解型复合材料，其特征在于所述加工助剂包括热稳定剂、抗氧剂和抗紫外剂，质量比为1∶1∶1。
4、一种如权利要求1所述降解型复合材料的制备方法，其特征在于将10～90重量份的聚乳酸、10～90重量的丁二醇-己二酸-对苯二甲酸、1～5重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5～1重量份的引发剂和1～3重量份的加工助剂在混合机中混合均匀后，通过双螺杆挤出机塑化挤出，得到降解型复合材料。
5、根据权利要求4所述降解型复合材料的制备方法，其特征在于双螺杆挤出机的温度设定为：加料段100～150℃，塑化段150～180℃，挤出段150～180℃；螺杆转速为：200～300转/分。
CNA2008100255081A 2008-05-07 2008-05-07 一种降解型复合材料及其制备方法 Pending CN101265356A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008100255081A CN101265356A (zh) 2008-05-07 2008-05-07 一种降解型复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008100255081A CN101265356A (zh) 2008-05-07 2008-05-07 一种降解型复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101265356A true CN101265356A (zh) 2008-09-17

Family

ID=39988056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008100255081A Pending CN101265356A (zh) 2008-05-07 2008-05-07 一种降解型复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101265356A (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101412804B (zh) * 2008-11-23 2011-01-19 浙江大学宁波理工学院 制备芳香族-脂肪族共聚酯的方法
CN102031579A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 东丽纤维研究所（中国）有限公司 高耐摩擦性、高抗水解性聚乳酸纤维
CN102482482A (zh) * 2009-06-26 2012-05-30 梅塔玻利克斯公司 支化的脂肪族-芳香族聚酯共混物
CN102838855A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 中国石油化工股份有限公司 生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102838854A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 中国石油化工股份有限公司 一种生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102838856A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 中国石油化工股份有限公司 一种生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN106987107A (zh) * 2017-05-18 2017-07-28 中国科学院长春应用化学研究所 一种可降解树脂组合物和可降解树脂薄膜
CN108219406A (zh) * 2017-11-29 2018-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种阻燃型全降解塑料薄膜及其制备方法
US10113060B2 (en) 2012-06-05 2018-10-30 Cj Cheiljedang Corporation Biobased rubber modified biodegradable polymer blends
CN109721977A (zh) * 2018-12-21 2019-05-07 辽宁石油化工大学 一种高抗冲pla/pbat复合材料及其制备方法
US11091632B2 (en) 2015-11-17 2021-08-17 Cj Cheiljedang Corporation Polymer blends with controllable biodegradation rates
CN114836013A (zh) * 2022-06-22 2022-08-02 烟台大学 一种全生物降解塑料地膜母料、制备方法及其应用

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101412804B (zh) * 2008-11-23 2011-01-19 浙江大学宁波理工学院 制备芳香族-脂肪族共聚酯的方法
CN102482482A (zh) * 2009-06-26 2012-05-30 梅塔玻利克斯公司 支化的脂肪族-芳香族聚酯共混物
CN102031579A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 东丽纤维研究所（中国）有限公司 高耐摩擦性、高抗水解性聚乳酸纤维
US8859690B2 (en) 2011-06-23 2014-10-14 China Petroleum & Chemical Corporation Biodegradable composite, the preparation process thereof, and a disposable article made therefrom
CN102838854A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 中国石油化工股份有限公司 一种生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102838856A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 中国石油化工股份有限公司 一种生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102838855A (zh) * 2011-06-23 2012-12-26 中国石油化工股份有限公司 生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102838854B (zh) * 2011-06-23 2014-12-03 中国石油化工股份有限公司 一种生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
US10113060B2 (en) 2012-06-05 2018-10-30 Cj Cheiljedang Corporation Biobased rubber modified biodegradable polymer blends
US11091632B2 (en) 2015-11-17 2021-08-17 Cj Cheiljedang Corporation Polymer blends with controllable biodegradation rates
CN106987107A (zh) * 2017-05-18 2017-07-28 中国科学院长春应用化学研究所 一种可降解树脂组合物和可降解树脂薄膜
CN108219406A (zh) * 2017-11-29 2018-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种阻燃型全降解塑料薄膜及其制备方法
CN109721977A (zh) * 2018-12-21 2019-05-07 辽宁石油化工大学 一种高抗冲pla/pbat复合材料及其制备方法
CN109721977B (zh) * 2018-12-21 2021-05-14 辽宁石油化工大学 一种高抗冲pla/pbat复合材料及其制备方法
CN114836013A (zh) * 2022-06-22 2022-08-02 烟台大学 一种全生物降解塑料地膜母料、制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101265356A (zh) 一种降解型复合材料及其制备方法
CN102108196B (zh) 一种聚乳酸可降解材料的制备方法
CN103992517A (zh) 一种可连续化生产全降解淀粉基塑料合金及其制备方法
CN101781467B (zh) 生物质合成塑料制品及其制备方法
CA2596970C (en) A substantially completely biodegradable high starch polymer
CN105602215B (zh) 一种生物降解耐热片材及其制备方法
WO2014032393A1 (zh) 一种全生物降解材料及其制备方法
CN1315927C (zh) 一种绿色全降解树脂及其制备方法
CN101704969B (zh) 一种注射用塑木复合材料及其制备方法与应用
CN101649072B (zh) 一种全降解生物材料及其薄膜制品
CN101824229B (zh) 热塑性植物纤维/聚乳酸共混材料及其制备方法
CN102604164A (zh) 一种可完全生物降解塑料膜的母料及其制备方法
CN102134380B (zh) 一种可完全生物降解复合材料及其制备方法
CN101880412B (zh) 一种全降解注塑复合材料及其制备方法
CN107522904A (zh) 一种应用于食品包装的淀粉基生物可降解塑料
CN104262915B (zh) 制备低迁移率的聚乳酸基增塑木塑复合材料的方法
CN105504727A (zh) 一种高韧性全降解聚乳酸基复合材料及其制备方法
CN102250389B (zh) 一种木质纤维素增容共混降解高分子材料及其制备方法
CN102643523B (zh) 一种改性聚乳酸/聚己内酯复合材料及其制法
CN101519525A (zh) 一种聚乳酸/淀粉增容共混材料及制造方法
CN105647085A (zh) 一种高性能完全生物降解塑料的制备方法
CN102241878A (zh) 一种可生物降解的增韧型聚乳酸塑料及其制备方法
CN103724667A (zh) 一种热塑性可生物降解材料及其制备方法
CN104974487A (zh) 一种高韧性聚乳酸基复合材料的制备方法
CN109651784A (zh) 可完全生物降解酸奶杯及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080917