CN101962470A - 一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101962470A CN101962470A CN200910089729XA CN200910089729A CN101962470A CN 101962470 A CN101962470 A CN 101962470A CN 200910089729X A CN200910089729X A CN 200910089729XA CN 200910089729 A CN200910089729 A CN 200910089729A CN 101962470 A CN101962470 A CN 101962470A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- poly
- matrix material
- ppc
- propylene carbonate
- film
- 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.)
- Granted
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
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/04—Particle-shaped
-
- 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
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
- B29C48/10—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils
-
- 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
-
- 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
- B29C2948/92904—Die; Nozzle zone
Abstract
本发明公开了一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法。该复合材料是由下述质量份的原料在45-55℃的条件下干燥5-10h,然后在高速混合机里混合0.5-3min,接着将混合后的原料在65-170℃条件下熔融共混、挤出造粒制成的:聚碳酸亚丙酯50-90份和聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份。本发明的可生物降解PPC型复合材料吹塑获得的薄膜制品,具有较佳的物理化学性能,该PPC/PETG复合薄膜的玻璃化转变温度最高可达69.2℃,5wt%热分解温度最高可达289.7℃,复合薄膜的纵向拉伸强度最高可达28.6Mpa,横向拉伸强度最高可达16.7Mpa,纵向断裂延伸率最高可达561.9%,横向断裂延伸率最高可达755.3%,从而扩大了PPC这一完全生物降解聚酯在农业、食品和包装工业上的使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合薄膜材料及其制备方法,具体涉及一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合薄膜材料及其制备方法。
背景技术
二氧化碳与环氧丙烷聚合成的可完全生物降解塑料聚碳酸亚丙酯(PPC),不仅给全球温室效应问题找到了一个很好的解决方法,而且在石油天然气资源日益紧缺昂贵的同时找到一种可代替部分石油天然气资源的廉价碳源化工原料。但是,由于PPC的热学性能及力学性能相对较差,加工温度范围狭窄等因素限制该材料在工业上的应用。通过不同性能聚合物的共混改性使材料性能不足之处互补是一种开发新材料简单有效的方法,复合材料集合几种基体材料的优点,实现不足处互补,所以复合材料能够满足单一材料不能满足的某些性能要求。聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯(PETG)具有较好的热学性能、力学性能,另外由于PETG的不结晶性能,使其在挤出吹膜等工艺中避免了因应变导致结晶或热结晶而使薄膜制品透明度降低的情况,因而具有良好的加工性能。迄今为止,关于PPC与PETG熔融共混吹膜成型国内外尚未有过报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法。该PPC/PETG复合材料能解决PPC薄膜成型加工性、制品耐热稳定性、尺寸稳定性及物理化学性能等方面的问题。
本发明所提供的可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料,制成它的原料包括下述质量份的物质:聚碳酸亚丙酯60-90份和聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份。
为了使本发明所提供的复合材料的性能更加优良,所述原料还可包括耐热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.3-0.5份、光分解剂0.1-1.0份、生物降解促进剂0.5-1份和抗粉粘剂1-2份。
当然所述复合材料也可只由下述质量份的原料制成:聚碳酸亚丙酯60-90份、聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份、耐热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.3-0.5份、光分解剂0.1-1.0份、生物降解促进剂0.5-1份和抗粉粘剂1-2份。
由于本发明的复合材料的吹塑成膜性随PETG含量的增大而逐渐降低,当PPC与PETG的质量比小于7∶3时,所述复合材料在吹膜过程中膜泡易出现裂缝而导致漏气。可通过在所述原料中加入大于0小于等于5份的增塑剂,提高该体系的吹塑成膜性能。
其中,所述增塑剂为下述七种物质中的至少一种:邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异辛酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、分子量为1000-20000Da的聚乙二醇和环氧大豆油;所述耐热稳定剂为下述四种物质中的至少一种:蒙脱土、二氧化硅、高岭土和氧化锌;所述抗氧剂为下述物质中的至少一种:双酚A、亚磷酸三苯酯、亚磷酸乙酯、亚磷酸双酚A酯、二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯;所述润滑剂为下述至少一种:硬脂酰胺、硬脂酸锌和油酸酰胺;所述光分解剂为下述至少一种:苯偶姻单烷基醚、二苯甲酮和乙酰苯;所述抗粉粘剂为下述至少一种硅树脂(如广州华克产B3、B6、B7和B8型)、石蜡、芥酸酰胺、硬酯酰胺和纳米二氧化硅;所述生物降解促进剂为草酸、柠檬酸或两者的任意混合物。
本发明中所述聚碳酸亚丙酯的数均分子量为30000-120000Da,玻璃化温度为19-23℃,拉伸强度为8.0-25MPa,弹性模量为232-993MPa。
所述聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯(PETG)的玻璃化温度为82-93℃,拉伸强度42-71Mpa,断裂伸长率130%-330%,熔融指数15-23g/10min(230℃)。
制成所述复合材料的原料聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯的质量份优选为30-40,更优选为30,这样可使复合薄膜材料的力学和热学性能达到最佳。
制备所述可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料的方法,是将下述质量份的原料:聚碳酸亚丙酯60-90份和聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份,在45-55℃的条件下干燥5-10h,然后在高速混合机里混合0.5-3min,接着将混合后的原料在65-170℃条件下熔融共混,挤出造粒,得到所述聚碳酸亚丙酯复合材料。
所述原料中还可包括下述质量份的物质:增塑剂0-5份、耐热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.3-0.5份、光分解剂0.1-1.0份,生物降解促进剂0.5-1份和抗粉粘剂1-2份。
其中,所述高速混合机的混合速度为15000-25000r/min;所述熔融共混在下述设备中进行:单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或密炼机。
当所述熔融共混在双螺杆挤出机中进行时,所述熔融共混的过程如下:将所述混合后的原料自双螺杆挤出机的料斗下料,粒料从一区挤出,经过二区、三区到模头向上挤出成型;
所述双螺杆挤出机各段温度和模头温度控制如下:一区:105-120℃;二区:130-155℃;三区:145-160℃;模头:150-165℃;所述双螺杆挤出机的螺杆转速为20-50r/min。
以本发明可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料进行吹塑成型制备得到的复合薄膜也属于本发明的保护范围。
其中,所述复合薄膜的厚度可为20-70μm,膜宽可为50-300mm。
将本发明聚碳酸亚丙酯复合材料吹塑成型是在吹膜辅机中进行的,所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为10-30Hz,口模间隙为0.5-2mm,纵向拉伸比为3-40。
本发明所提供的可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合薄膜可广泛应用于包装材料,如用于一次性购物袋、饮料瓶贴膜等的制备。
PPC是一种环境友好的材料,它是二氧化碳和环氧丙烷的完全交替共聚物,二氧化碳结构在主链结构中重量百分数在40%-45%之间,所以它的制备过程就是一个消耗温室气体,减轻大气污染的过程。在PPC中混入PETG后,很好的改善了材料的热学性能、力学性能及加工性能,为PPC的推广应用开辟出了新的途径。
本发明的可生物降解PPC型复合材料及其吹塑获得的薄膜制品,具有较佳的物理化学性能,其加工过程中的稳定性、制品的耐热及尺寸稳定性方面较PPC的加工性能来说有明显盖善。该PPC/PETG复合薄膜的玻璃化转变温度最高可达69.2℃,5wt%热分解温度最高可达289.7℃,复合薄膜的纵向拉伸强度最高可达28.6Mpa,横向拉伸强度最高可达16.7Mpa,纵向断裂延伸率最高可达561.9%,横向断裂延伸率最高可达755.3%,从而扩大了PPC这一完全生物降解聚酯在农业、食品和包装工业上的使用范围。
具体实施方式
下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
本发明实施例中所用的PPC(内蒙古蒙西高新技术集团公司,粉料,BioCO2 TM100)数均分子量为70000Da,分子量分布3.5,拉伸强度8.6Mpa,断裂伸长率875%,玻璃化温度19.6℃。所用的PETG(美国伊斯曼化学,PETG-6763)拉伸强度42Mpa,断裂伸长率132%,玻璃化温度82℃,熔融指数15g/10min(230℃)。
实施例1、制备PPC/PETG复合薄膜
按下述质量份数称取各组分:
PPC 60
PETG 40
二氧化硅(耐热稳定剂) 1
亚磷酸三苯酯(抗氧剂) 0.5
硬脂酰胺(润滑剂) 0.3
苯偶烷基醚(光分解剂) 0.2
芥酸酰胺(抗粉粘剂) 1
草酸(生物降解促进剂) 0.5
制备工艺如下:
将上述原料在真空烘箱中45℃干燥5小时,然后在高速混合机里以25000r/min的速度混合0.5-1分钟,进入双螺杆挤出机中在温度为160℃下进行挤出造粒。具体过程如下:混合后的原料自料斗下料,粒料从一区挤出到模头向上挤出成型,由空气压缩进行吹胀成圆筒状膜泡,在吹膜辅机中进行吹塑成膜,形成薄膜制品,所述薄膜的厚度为40μm,宽度为180mm。
双螺杆挤出机各段温度和模头温度设置如下:
一区:115℃
二区:150℃
三区:160℃
机头:155℃
双螺杆挤出机的螺杆转速为45r/min。
所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为15Hz,口模间隙为1.5mm,拉伸比为15。
采用DSC法(差示扫描量热分析)测定PPC/PETG复合薄膜的玻璃化温度,具体方法如下:在氮气保护下,将试样以升温速率20℃/min,使待测样从-50℃升至250℃,以升温速率20℃/min,使待测样从250℃降至-50℃,再以15℃/min速率从-50℃升至250℃,测得PPC/PETG复合薄膜的玻璃化温度。
采用热失重法测定PPC/PETG复合薄膜5%失重温度,具体方法如下:在氮气保护下,以20℃/min升温速率降试样从室温升温至500℃,测得薄膜5%失重温度。
按照国家标准GB/T 16421-1996对制备的PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率进行测试,试样尺寸如下:长度为100±5mm,宽度为15±3mm,厚度为0.05±0.02mm,拉伸速率为500mm/min。实验重复三次,测得该PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度,断裂延伸率。测定的数据见表1。
实施例2、制备PPC/PETG复合薄膜
按下述质量份称取各组分:
PPC 70
PETG 30
蒙脱土(耐热稳定剂) 1
双酚A(抗氧剂) 0.5
硬脂酸锌(润滑剂) 0.3
二苯甲酮(光分解剂) 0.2
二氧化硅(抗粉粘剂) 2
柠檬酸(生物降解促进剂) 0.5
制备工艺如下:
将上述原料在真空烘箱中45℃干燥5小时,然后在高速混合机里以15000r/min的速度混合0.5-1分钟,进入双螺杆挤出机中在温度为160℃下进行挤出造粒。具体过程如下:混合后的原料自料斗下料,粒料从一区挤出到模头向上挤出成型,由空气压缩进行吹胀成圆筒状膜泡,在吹膜辅机中进行吹塑成膜,形成薄膜制品,所述薄膜的厚度为50μm,宽度为160mm。
双螺杆挤出机各段温度和模头温度设置如下:
一区:120℃
二区:155℃
三区:160℃
机头:155℃
双螺杆挤出机的螺杆转速为35r/min。
所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为20Hz,口模间隙为1mm,拉伸比为15。
PPC/PETG复合薄膜的玻璃化温度、5%失重温度的测定方法同实施例1
按照国家标准GB/T 16421-1996对制备的PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率进行测试,试样尺寸如下:长度为100±5mm,宽度为15±3mm,厚度为0.05±0.02mm,拉伸速率为500mm/min。实验重复三次,测得该PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率。实施例数据见表1。
实施例3、制备PPC/PETG复合薄膜
按下述质量份称取各组分:
PPC 80
PETG 20
氧化锌(耐热稳定剂) 1
双酚A(抗氧剂) 0.5
硬脂酸锌(润滑剂) 0.3
二苯甲酮(光分解剂) 0.2
二氧化硅(抗粉粘剂) 2
柠檬酸(生物降解促进剂) 0.5
制备工艺如下:
将上述原料在真空烘箱中45℃干燥5小时,然后在高速混合机里以25000r/min的速度混合0.5-1分钟,进入双螺杆挤出机中在温度为160℃下进行挤出造粒。具体过程如下:混合后的原料自料斗下料,粒料从一区挤出到模头向上挤出成型,由空气压缩进行吹胀成圆筒状膜泡,在吹膜辅机中进行吹塑成膜,形成薄膜制品,所述薄膜的厚度为70μm,宽度为120mm。
双螺杆挤出机各段温度和模头温度设置如下:
一区:125℃
二区:155℃
三区:160℃
机头:155℃
双螺杆挤出机的螺杆转速为35r/min。
所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为15Hz,口模间隙为1.5mm,拉伸比为15。
PPC/PETG复合薄膜的玻璃化温度、5%失重温度的测定方法同实施例1
按照国家标准GB/T 16421-1996对制备的PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率进行测试,试样尺寸如下:长度为100±5mm,宽度为15±3mm,厚度为0.05±0.02mm,拉伸速率为500mm/min。实验重复三次,测得该PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率。实施例数据见表1。
实施例4、制备PPC/PETG复合薄膜
按下述质量份称取各组分:
PPC 90
PETG 10
氧化锌(耐热稳定剂) 1
双酚A(抗氧剂) 0.5
硬脂酸锌(润滑剂) 0.3
二苯甲酮(光分解剂) 0.2
二氧化硅(抗粉粘剂) 1.5
柠檬酸(生物降解促进剂) 0.5
制备工艺如下:
将上述原料在真空烘箱中45℃干燥5小时,然后在高速混合机里以25000r/min的速度混合0.5-1分钟,进入双螺杆挤出机中在温度为160℃下进行挤出造粒。具体过程如下:混合后的原料自料斗下料,粒料从一区挤出到模头向上挤出成型,由空气压缩进行吹胀成圆筒状膜泡,在吹膜辅机中进行吹塑成膜,形成薄膜制品,所述薄膜的厚度为70μm,宽度为100mm。
双螺杆挤出机各段温度和模头温度设置如下:
一区:125℃
二区:155℃
三区:160℃
机头:155℃
双螺杆挤出机的螺杆转速为35r/min。
所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为15Hz,口模间隙为1.5mm,拉伸比为15。
PPC/PETG复合薄膜的玻璃化温度、5%失重温度的测定方法同实施例1
按照国家标准GB/T 16421-1996对制备的PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率进行测试,试样尺寸如下:长度为100±5mm,宽度为15±3mm,厚度为0.05±0.02mm,拉伸速率为500mm/min。实验重复三次,测得该PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率。实施例数据见表1。
实施例5、制备PPC/PETG复合薄膜
复合材料的吹塑成膜性随PETG含量的增大而逐渐降低,PPC∶PETG 7∶3体系吹膜过程中膜泡易出现裂缝而引起漏气。通过加入3-5份的增塑剂可提高吹胀率,提高该体系的吹塑成膜性能。
按下述质量份称取各组分:
PPC 70
PETG 30
柠檬酸三丁酯(增塑剂) 4
蒙脱土(耐热稳定剂) 1
双酚A(抗氧剂) 1
油酸酰胺(润滑剂) 0.5
乙酰苯(光分解剂) 0.5
芥酸酰胺(抗粉粘剂) 1
二氧化硅(抗粉粘剂) 1
柠檬酸(生物降解促进剂) 1
将上述原料在真空烘箱中55℃干燥5小时,然后在高速混合机里以25000r/min的速度混合0.5-1分钟,进入双螺杆挤出机中在温度为160℃下进行挤出造粒。具体过程如下:混合后的原料自料斗下料,粒料从一区挤出到模头向上挤出成型,由空气压缩进行吹胀成圆筒状膜泡,形成薄膜制品,所述薄膜的厚度为70μm,宽度为100mm。
双螺杆挤出机各段温度和模头温度设置如下:
一区:125℃
二区:155℃
三区:160℃
机头:155℃
双螺杆挤出机的螺杆转速为35r/min。
所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为15Hz,口模间隙为1.5mm,拉伸比为15。
按照国家标准GB/T 16421-1996对制备的PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度、断裂延伸率进行测试,试样尺寸如下:长度为100±5mm,宽度为15±3mm,厚度为0.05±0.02mm,拉伸速率为500mm/min。实验重复三次,测得该PPC/PETG复合薄膜的拉伸强度,断裂延伸率。实施例数据见表2。
表1、PPC及实施例1-4复合材料的性能
表2、实施例2、5复合材料的力学性能
由表1可知,随着PETG的加入,PPC/PETG复合材料的热性能和拉伸性能得到明显改善。复合材料出现两个玻璃化转变温度(Tg),其中较低的Tg为PPC基体的玻璃化转变温度,较高的Tg为PETG分散相的玻璃化转变温度,与纯PPC和纯PETG树脂的玻璃化转变温度比较,复合材料的两个玻璃化转变温度有明显的相互靠近趋势,说明PPC与PETG有一定的相容性。并且,随着PETG含量的提高,PPC基体5wt%热分解温度较纯PPC树脂有较大提高,当PETG含量为10wt%时(参见实施例4),5wt%热分解温度达到272.8℃,较纯PPC提高82.8℃,当PETG含量为40wt%时(参见实施例1),5wt%热分解温度更高达289.7℃。这是由于PETG具有优良的耐热性能,其5wt%热分解温度可达395.0℃。随着PETG的加入,PETG与PPC的链段相互作用和缠绕,由于PETG的链段较为刚性,极大限制了PPC柔性链段的旋转和运动,抑制了其解拉链式降解和无规链段降解的趋势,从而提高了PPC基体的热分解温度和耐热性能,并且,随着PETG含量的增多,PPC基体的耐热性能改善也越明显。
PETG具有较好的拉伸性能,同时由上述DSC数据可知,PETG与PPC具有一定的相容性,PETG的加入可以在一定程度上改善PPC基体的拉伸性能。由表1可知,随着PETG含量的提高,PPC/PETG二元复合薄膜的横向和纵向拉伸强度不断提高,同时其横向和纵向断裂伸长率有所降低。
在吹膜试验中发现,当PETG含量提高到30份以后,复合材料的吹膜性能恶化,不能得到连续的膜材。尝试加入少量增塑剂来改善其成膜性能,当加入5份增塑剂后(参见实例5),其复合材料的成膜性能得到较为明显的改善,但是膜材的拉伸强度较不加增塑剂的复合材料(参见实例2)有所降低,同时其断裂伸长率有所提高,二者的拉伸数据参见表2。这是因为小分子增塑剂的加入可以改善复合材料的加工流动性能和柔韧性,从而提高了其成膜性能。但小分子增塑剂的加入会对材料的拉伸强度有较大损害,需要在实际生产中针对不同的使用要求做出适当的调整和取舍。
Claims (10)
1.一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料,制成它的原料包括下述质量份的物质:聚碳酸亚丙酯50-90份、聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述复合材料由下述质量份的物质制成:聚碳酸亚丙酯50-90份、聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份、耐热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.3-0.5份、光分解剂0.1-1.0份,生物降解促进剂0.5-1份和抗粉粘剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的复合物材料,其特征在于:所述复合材料由下述质量份的物质制成:聚碳酸亚丙酯50-90份、聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯10-40份、耐热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.3-0.5份、光分解剂0.1-1.0份,生物降解促进剂0.5-1份、抗粉粘剂1-2份、增塑剂大于0小于等于5份。
4.根据权利要求1-3中任一所述的复合材料,其特征在于:所述聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯的质量份为30-40份,优选为30份。
5.根据权利要求3所述的复合材料,其特征在于:所述增塑剂为下述七种物质中的至少一种:邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异辛酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、分子量为1000-20000Da的聚乙二醇和环氧大豆油;所述耐热稳定剂为下述四种物质中的至少一种:蒙脱土、二氧化硅、高岭土和氧化锌;所述抗氧剂为下述物质中的至少一种:双酚A、亚磷酸三苯酯、亚磷酸乙酯、亚磷酸双酚A酯、二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯;所述润滑剂为下述至少一种:硬脂酰胺、硬脂酸锌和油酸酰胺;所述光分解剂为下述至少一种:苯偶姻单烷基醚、二苯甲酮和乙酰苯;所述抗粉粘剂为下述至少一种:硅树脂、石蜡、芥酸酰胺、硬酯酰胺和纳米二氧化硅;所述生物降解促进剂为草酸、柠檬酸或两者的任意混合物。
6.根据权利要求1-5中任一所述的复合材料,其特征在于:所述聚碳酸亚丙酯的数均分子量为40000-120000Da,玻璃化温度为19-23℃,拉伸强度为8.0-25MPa,弹性模量为232-993MPa;
所述聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己烷二甲醇酯的玻璃化温度为82-93℃,拉伸强度42-71Mpa,断裂伸长率130%-330%,230℃时的熔融指数15-23g/10min。
7.制备权利要求1所述可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料的方法,是将权利要求1中所述原料在45-55℃的条件下干燥5-10h,然后在高速混合机里混合0.5-3min,接着将混合后的原料在65-170℃条件下熔融共混,挤出造粒,得到所述可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述混合的速度为15000-25000r/min;所述熔融共混在下述设备中进行:单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或密炼机;
所述熔融共混在双螺杆挤出机中进行,所述熔融共混的过程如下:将所述混合后的原料自双螺杆挤出机的料斗下料,粒料从一区挤出,经过二区、三区到模头向上挤出成型;
所述双螺杆挤出机各段温度和模头温度控制如下:一区:105-140℃;二区:130-165℃;三区:145-170℃;模头:150-165℃;所述双螺杆挤出机的螺杆转速为20-50r/min。
9.一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合薄膜,是将权利要求1-4中任意所述的可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料进行吹塑成型得到的;所述复合薄膜的厚度为20-70μm。
10.根据权利要求9所述的可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合薄膜,其特征在于:所述吹塑成型在吹膜辅机中进行,所述吹膜辅机的薄膜牵引速度为10-30Hz,口模间隙为0.5-2mm,拉伸比为3-40。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200910089729XA CN101962470B (zh) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | 一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200910089729XA CN101962470B (zh) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | 一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101962470A true CN101962470A (zh) | 2011-02-02 |
CN101962470B CN101962470B (zh) | 2012-12-26 |
Family
ID=43515531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200910089729XA Expired - Fee Related CN101962470B (zh) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | 一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101962470B (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103525054A (zh) * | 2013-09-28 | 2014-01-22 | 昆山市周市溴化锂溶液厂 | 生物降解树脂及其制备方法 |
CN103540114A (zh) * | 2012-07-13 | 2014-01-29 | 住友精化株式会社 | 脂肪族聚碳酸酯树脂组合物 |
CN103965602A (zh) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 中国科学院化学研究所 | 改性聚碳酸亚丙酯的制备方法 |
CN104940989A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种可吸收缝合线及其制备方法 |
CN104940986A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种适用于皮内的缝合线及其制备方法 |
CN104940987A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种高强度可吸收缝合线及其制备方法 |
CN104940988A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种抗菌手术缝合线及其制备方法 |
CN112552652A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-03-26 | 银金达(上海)新材料有限公司 | 一种可降解petg材料及其应用 |
CN114836012A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-02 | 水发信达(山东)再生资源科技有限公司 | 一种完全生物降解垃圾袋薄膜材料及垃圾袋薄膜的制备方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101432360A (zh) * | 2006-04-27 | 2009-05-13 | 巴斯夫欧洲公司 | 聚碳酸亚丙酯的透明共混物 |
GB0615196D0 (en) * | 2006-07-31 | 2006-09-06 | Rue De Int Ltd | Security document |
CN101210102A (zh) * | 2006-12-28 | 2008-07-02 | 威海赛绿特科技发展有限公司 | 全生物降解药用包装复合材料 |
CN100558787C (zh) * | 2007-08-02 | 2009-11-11 | 同济大学 | 一种生物全降解聚酯共聚物的制备方法 |
CN100523050C (zh) * | 2007-08-02 | 2009-08-05 | 同济大学 | 一种聚乳酸-聚碳酸酯共聚物的制备方法 |
CN101348606A (zh) * | 2008-09-12 | 2009-01-21 | 海南大学 | 完全可降解聚碳酸亚丙酯复合薄膜材料及其制备方法 |
CN101402789B (zh) * | 2008-11-12 | 2012-07-04 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 以聚碳酸1,2-丙二酯为基体的全生物降解薄膜及制法 |
CN101457016B (zh) * | 2008-12-07 | 2012-03-07 | 内蒙古蒙西高新技术集团有限公司 | 一种二氧化碳—环氧丙烷共聚物与聚己内酯及聚琥珀酸丁二醇酯共混物及制备方法 |
-
2009
- 2009-07-22 CN CN200910089729XA patent/CN101962470B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110256828A (zh) * | 2012-07-13 | 2019-09-20 | 住友精化株式会社 | 脂肪族聚碳酸酯树脂组合物 |
CN103540114A (zh) * | 2012-07-13 | 2014-01-29 | 住友精化株式会社 | 脂肪族聚碳酸酯树脂组合物 |
JP2014019748A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 脂肪族ポリカーボネート樹脂組成物 |
KR102273976B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2021-07-06 | 스미토모 세이카 가부시키가이샤 | 지방족 폴리카보네이트 수지 조성물 |
KR20190132313A (ko) * | 2012-07-13 | 2019-11-27 | 스미토모 세이카 가부시키가이샤 | 지방족 폴리카보네이트 수지 조성물 |
CN103965602A (zh) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 中国科学院化学研究所 | 改性聚碳酸亚丙酯的制备方法 |
CN103965602B (zh) * | 2013-01-25 | 2015-08-19 | 中国科学院化学研究所 | 改性聚碳酸亚丙酯的制备方法 |
CN103525054A (zh) * | 2013-09-28 | 2014-01-22 | 昆山市周市溴化锂溶液厂 | 生物降解树脂及其制备方法 |
CN104940986A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种适用于皮内的缝合线及其制备方法 |
CN104940987A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种高强度可吸收缝合线及其制备方法 |
CN104940988B (zh) * | 2015-06-24 | 2017-11-14 | 吴丽敏 | 一种抗菌手术缝合线及其制备方法 |
CN104940988A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种抗菌手术缝合线及其制备方法 |
CN104940989A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-30 | 苏州乔纳森新材料科技有限公司 | 一种可吸收缝合线及其制备方法 |
CN112552652A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-03-26 | 银金达(上海)新材料有限公司 | 一种可降解petg材料及其应用 |
CN114836012A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-02 | 水发信达(山东)再生资源科技有限公司 | 一种完全生物降解垃圾袋薄膜材料及垃圾袋薄膜的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101962470B (zh) | 2012-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101962470B (zh) | 一种可生物降解的聚碳酸亚丙酯复合材料及其制备方法 | |
CN102993653B (zh) | 一种可生物降解热收缩材料,可生物降解热收缩性薄膜及其制备方法 | |
CN104072957B (zh) | 一种食品级可生物降解聚乳酸基复合材料及其应用 | |
CN101717567B (zh) | 一种柔韧可生物降解聚碳酸亚丙酯基复合薄膜制备方法 | |
JP6457644B2 (ja) | ポリラクチド成形品およびその製造法 | |
CN104387732A (zh) | 一种透明抗撕裂聚乳酸生物降解薄膜及其制备方法 | |
CN107936430A (zh) | 热塑化改性的高流动性聚乙烯醇、流延薄膜材料及其制备方法 | |
Pivsa-Art et al. | Preparation of Polymer Blends between Poly (L-lactic acid), Poly (butylene succinate-co-adipate) and Poly (butylene adipate-co-terephthalate) for Blow Film Industrial Application | |
CN110835417A (zh) | 一种阻隔性可降解抗菌食品保鲜膜及其制备方法和应用 | |
CN114851528B (zh) | 一种聚羟基烷酸酯成型体及其制备方法 | |
WO2011079492A1 (zh) | 一种可完全生物分解的多组分薄膜材料及其制备方法 | |
CN115157478B (zh) | 一种可降解材料的造粒加工方法及其制备的成型体 | |
TW201943537A (zh) | 聚丙內酯膜及其製造方法 | |
CN103224697B (zh) | 一种可完全生物降解的pha/pcl共混物及其制备方法 | |
CN106995596A (zh) | 一种3d打印用的高结晶性pla材料及其制备方法 | |
CN114106546A (zh) | 一种聚碳酸酯合金材料及其制备方法和应用 | |
CN102276895B (zh) | 一种可生物降解的聚乙烯复合材料及其制备方法 | |
CN107974025B (zh) | 一种无填充低收缩聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN101875757A (zh) | 聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金的制备方法 | |
CN103738015B (zh) | 一种横向热收缩的双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法 | |
CN113185810B (zh) | 一种可再生的高阻隔聚酯包装材料及其制备方法 | |
CN107118521A (zh) | 一种聚呋喃二甲酸乙二醇酯树脂组合物及其制备方法和应用 | |
CN103131151A (zh) | 双向拉伸复合膜用pa6/pet材料及其生产方法 | |
CN103059530A (zh) | 用于生产一次性塑料制品的复合材料及制备方法 | |
CN101314666B (zh) | 聚乳酸共混物及其用途 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121226 Termination date: 20150722 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |