CN107739432A - 一种阻隔性地膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种地膜及其制备方法。地膜包括如下制备步骤：（1）制备PCL‑PPC共聚物：将催化剂、环氧丙烷和己内酯分别加入高压反应釜中，得到PCL‑PPC共聚物；（2）制备PBST预聚物：将对苯二甲酸或对苯二甲酸酯、琥珀酸、丁二醇加入反应釜中，得到PBST预聚物；（3）制备PBST‑PCL‑PPC共聚物：将得到的PCL‑PPC共聚物加入到PBST预聚物中，得到PBST‑PCL‑PPC共聚物；（4）将得到的共聚物挤出吹膜。本发明制备的PBST‑PCL‑PPC共聚物，相比于PCL柔韧性得到改善，相比PPC聚合物玻璃化转变温度得到提高，可以通过简单的配比调控得到不同性质的共聚物，有望在降解地膜领域得到广泛的应用。

Description

一种阻隔性地膜
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种地膜及其制备方法。
背景技术
由于在火力发电、炼钢、炼油、水泥等生产过程中大量焚烧石化燃料，排放出大量的二氧化碳，所产生的温室效应已构成日益严重的环境污染，因此二氧化碳被认为是一种“环境公害”气体。但从另一个角度来看，二氧化碳在特定条件下又是可以利用的资源。利用二氧化碳的一个主要方向是以它为原料合成高分子材料。以二氧化碳和环氧化合物为原料可以合成具有高交替结构的二氧化碳共聚物(脂肪族聚碳酸酯PPC)，由于主链存在酯键，该聚合物不仅可以光降解，还是一种全生物降解塑料，高分子量二氧化碳共聚物的薄膜具有很好的透明性，还有优良的阻隔氧气和水的性能，有望在一次性医药和食品包装材料等方面得到广泛的应用，可其存在玻璃化转变温度低，降解时间长等缺陷。
聚己内酯熔点为59～64℃，玻璃化温度为-60℃。分子量较低,为无色结晶固体,具有蜡质感。因为分子结构中引入了酯基结构-COO-，所以在自然界中酯基结构易被微生物或酶分解，最终产物为CO2和H2O。同时具有良好的生物相容性、 生物降解性、 相容性、 高结晶性和低熔点性。
聚(对苯二甲酸琥珀酸丁二醇)酯(PBST)是一种芳香族-脂肪族共聚酯，兼具脂肪族聚酯的柔性与芳香族聚酯的良好力学与热稳定性能。文献报道PBST可作为一种有效的PCL增韧改性剂，但是PBST与PCL分相严重。
现有技术中没有将三者共聚的报告。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，直接制备PBST-PCL-PPC的共聚物。
本发明具体的步骤如下：
（1）制备PCL-PPC共聚物：将催化剂、环氧丙烷和己内酯分别加入高压反应釜中，加入适量溶剂1或不加入溶剂，迅速向高压反应釜内充满氮气使釜内压力维持在1.0-5.0MPa，聚合反应温度为60-120℃，反应时间为10-48小时，聚合反应结束后加入大量盐酸甲醇终止反应，所得产物用溶剂2洗涤得到PCL-PPC共聚物；
（2）制备PBST预聚物：将对苯二甲酸或对苯二甲酸酯、琥珀酸、丁二醇加入反应釜中，通入氮气，加热搅拌，反应温度为120-200℃，反应时间为10-40小时，得到PBST预聚物；
（3）制备PBST-PCL-PPC共聚物：将得到的PCL-PPC共聚物加入到PBST预聚物中，加入催化剂，抽真空，升温至240-300℃，反应2-10小时，得到PBST-PCL-PPC共聚物。
优选的，步骤（1）中己内酯过量，进一步的，环氧丙烷与己内酯的摩尔比为0.5-0.9:2。
优选的，步骤（1）中催化剂与己内酯的摩尔比为1:100-1000。
优选的，步骤（1）中的催化剂为金属卟啉催化剂或金属萨伦催化剂。
优选的，步骤（1）中的溶剂1为二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃或二氧六烷中的一种。
优选的，步骤（1）中的溶剂2为甲醇或乙醇。
优选的，步骤（1）得到的PCL-PPC共聚物数均分子量为10000-40000，分子量分布为1.1-1.5。
优选的，步骤（2）得到的PBST预聚物数据分子量为1000-10000，分子量分布为1.1-1.5。
优选的，步骤（3）中的催化剂为三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四丁酯中的一种或多种。
优选的，步骤（3）得到的PBST-PCL-PPC共聚物分子量为10000-50000，分子量分布为1.1-1.5。
本发明的有益效果：
本发明的有益效果在于：1. 本发明通过简单的方法将聚乳酸、PBST以及PPC聚合在一起，克服了三者混合分散不均匀的问题；2. 本发明制备的PBST-PCL-PPC共聚物，相比于PCL柔韧性得到改善，相比PPC聚合物玻璃化转变温度得到提高，可以通过简单的配比调控得到不同性质的共聚物，有望在降解地膜领域得到广泛的应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
本发明具体的步骤如下：
（1）制备PCL-PPC共聚物：将催化剂、环氧丙烷和己内酯分别加入高压反应釜中，加入适量溶剂1或不加入溶剂，迅速向高压反应釜内充满氮气使釜内压力维持在1.0-5.0MPa，聚合反应温度为60-120℃，反应时间为10-48小时，聚合反应结束后加入大量盐酸甲醇终止反应，所得产物用溶剂2洗涤得到PCL-PPC共聚物；
（2）制备PBST预聚物：将对苯二甲酸或对苯二甲酸酯、琥珀酸、丁二醇加入反应釜中，通入氮气，加热搅拌，反应温度为120-200℃，反应时间为10-40小时，得到PBST预聚物；
（3）制备PBST-PCL-PPC共聚物：将得到的PCL-PPC共聚物加入到PBST预聚物中，加入催化剂，抽真空，升温至240-300℃，反应2-10小时，得到PBST-PCL-PPC共聚物。
优选的，步骤（1）中己内酯过量，进一步的，环氧丙烷与己内酯的摩尔比为0.5-0.9:2。
优选的，步骤（1）中催化剂与己内酯的摩尔比为1:100-1000。
优选的，步骤（1）中的催化剂为金属卟啉催化剂或金属萨伦催化剂。
优选的，步骤（1）中的溶剂1为二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃或二氧六烷中的一种。
优选的，步骤（1）中的溶剂2为甲醇或乙醇。
优选的，步骤（1）得到的PCL-PPC共聚物数均分子量为10000-40000，分子量分布为1.1-1.5。
优选的，步骤（2）得到的PBST预聚物数据分子量为1000-10000，分子量分布为1.1-1.5。
优选的，步骤（3）中的催化剂为三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四丁酯中的一种或多种。
优选的，步骤（3）得到的PBST-PCL-PPC共聚物分子量为10000-50000，分子量分布为1.1-1.5。
实施例1：
（1）制备PCL-PPC共聚物：将金属卟啉催化剂60mg、环氧丙烷12.2mL和己内酯37.2g分别加入高压反应釜中，迅速向高压反应釜内充满氮气使釜内压力维持在3.6MPa，聚合反应温度为80℃，反应时间为18小时，聚合反应结束后加入大量盐酸甲醇终止反应，所得产物用甲醇洗涤得到PCL-PPC共聚物；
（2）制备PBST预聚物：将13.29g对苯二甲酸、9.45g琥珀酸、12.00g丁二醇加入反应釜中，通入氮气，加热搅拌，反应温度为150℃，反应时间为12小时，得到PBST预聚物；
（3）制备PBST-PCL-PPC共聚物：将得到的PCL-PPC共聚物加入到PBST预聚物中，加入三氧化二锑，抽真空，升温至280℃，反应4小时，得到PBST-PCL-PPC共聚物。
对共聚物测试如下：
步骤（1）得到的PCL-PPC共聚物数均分子量为22500，分子量分布为1.2。
步骤（2）得到的PBST预聚物数据分子量为7923，分子量分布为1.3。
步骤（3）得到的PBST-PCL-PPC共聚物分子量为31092，分子量分布为1.4。
最后应说明的是：以上实施例仅用于理解本发明的技术方案，而非对其限制;尽管前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种地膜，其特征在于，所述的地膜包括如下制备步骤：
（1）制备PCL-PPC共聚物：将催化剂、环氧丙烷和己内酯分别加入高压反应釜中，加入适量溶剂1或不加入溶剂，迅速向高压反应釜内充满氮气使釜内压力维持在1.0-5.0MPa，聚合反应温度为60-120℃，反应时间为10-48小时，聚合反应结束后加入大量盐酸甲醇终止反应，所得产物用溶剂2洗涤得到PCL-PPC共聚物；
（2）制备PBST预聚物：将对苯二甲酸或对苯二甲酸酯、琥珀酸、丁二醇加入反应釜中，通入氮气，加热搅拌，反应温度为120-200℃，反应时间为10-40小时，得到PBST预聚物；
（3）制备PBST-PCL-PPC共聚物：将得到的PCL-PPC共聚物加入到PBST预聚物中，加入催化剂，抽真空，升温至240-300℃，反应2-10小时，得到PBST-PCL-PPC共聚物；
（4）将得到的共聚物挤出吹膜。
2.根据权利要求1所述的地膜，步骤（1）中己内酯过量，进一步的，环氧丙烷与己内酯的摩尔比为0.5-0.9:2。
3.根据权利要求1所述的地膜，步骤（1）中催化剂与己内酯的摩尔比为1:100-1000。
4.根据权利要求1所述的地膜，步骤（1）中的催化剂为金属卟啉催化剂或金属萨伦催化剂。
5.根据权利要求1所述的地膜，步骤（1）中的溶剂1为二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃或二氧六烷中的一种。
6.根据权利要求1所述的地膜，步骤（1）中的溶剂2为甲醇或乙醇。
7.根据权利要求1所述的地膜，步骤（1）得到的PCL-PPC共聚物数均分子量为10000-40000，分子量分布为1.1-1.5。
8.根据权利要求1所述的地膜，步骤（2）得到的PBST预聚物数均分子量为1000-10000，分子量分布为1.1-1.5。
9.根据权利要求1所述的地膜，步骤（3）中的催化剂为三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四丁酯中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的地膜，步骤（3）得到的PBST-PCL-PPC共聚物分子量为10000-50000，分子量分布为1.1-1.5。
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