CN110446755A - 高分子组合物及利用其的薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包含聚碳酸亚烷基酯树脂而加工性提高的高分子组合物及利用该高分子组合物的薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含聚碳酸亚烷基酯树脂而加工性提高的高分子组合物及利用该高分子组合物的薄膜。
背景技术
随着全球变暖及化石燃料的枯竭所导致的石化材料的减少趋势,正在积极开展以基于环保材料原料的生物塑料代替石化塑料的研究。
然而,迄今为止研究的生物塑料不具有强度、耐水性、成型加工性、耐热性等物理性能,从而不能代替现有的石化塑料,正在积极开展改善其的研究。
聚酮树脂具有优异的尺寸稳定性等物理性能,并且是利用一氧化碳作为原料的环保材料,但是为了制备成型品而进行单独加工时,由于粘度的急剧上升而无法进行正常的挤出。
发明内容
要解决的技术问题
为了解决所述问题,本发明的目的在于提高聚酮的挤出加工性。更具体而言,本发明的目的在于抑制挤出加工时粘度的急剧上升,从而可以进行挤出、注塑及吹制等热加工。
另外,本发明的目的在于提高包含聚酮的高分子组合物的热稳定性及加工性。
技术方案
用于实现所述目的的本发明的一个实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂及聚酮树脂的高分子组合物。
本发明的另一个实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂、聚酮树脂及源自生物的聚酯树脂的高分子组合物。
本发明的另一个实施方案是利用所述高分子组合物的成型品。
本发明的另一个实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂的加工助剂,其为用于提高选自聚酮及源自生物的聚酯树脂中的任一种树脂或它们的混合树脂的热加工性的加工助剂。
有益效果
本发明的高分子组合物具有加工性及热稳定性优异的效果,并且可以进行挤出、注塑、吹制等各种热加工。
由此,可以适用于各种薄膜、薄片、电子产品及汽车内装材料等工业领域。
附图说明
图1是测量实施例及比较例的组合物的热稳定性的曲线图。
具体实施方式
以下,参照具体例,对本发明进行更详细的说明。但是,下述具体例或实施例仅是用于详细说明本发明的一个参考,本发明可以通过各种形式实现,而并不限定于此。
另外,除非另有定义,所有技术术语及科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。本发明的说明中使用的术语仅用于有效地描述特定具体例,其意图并非是限制本发明。
本发明中“源自生物的聚酯(bio-sourced polyester)树脂”是指由植物资源制备的聚酯树脂。更具体而言,是指将通过生物学技术由称为生物质(biomass)的植物资源制备的单体进行聚合而制备的聚酯树脂。
本发明中“高分子组合物”可以是混合物。
本发明的第一实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂及聚酮树脂的高分子组合物。
本发明的第一实施方案中,所述高分子组合物可以进一步包含源自生物的聚酯树脂。
本发明的第一实施方案中,所述源自生物的聚酯树脂可以以3~50重量%包含在所述高分子组合物中。
本发明的第一实施方案中,所述源自生物的聚酯树脂可以是选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(polybutylene adipateterephthalate)及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。
本发明的第一实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以以1~99重量%包含在所述高分子组合物中。
本发明的第一实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以以20~80重量%包含在所述高分子组合物中。
本发明的第一实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以是C2~C12的聚碳酸亚烷基酯。
本发明的第一实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以是选自聚碳酸亚乙基酯、聚碳酸亚丙基酯、聚碳酸亚戊基酯、聚碳酸亚己基酯、聚碳酸亚辛基酯、聚碳酸亚环己基酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。
本发明的第一实施方案中,所述聚酮树脂可以是由一氧化碳和至少一种烯属不饱和烃组成的线性交替聚酮树脂。
本发明的第一实施方案中,所述聚酮树脂的熔点可以为175~300℃,根据ASTMD1238在240℃、2.16kg下测量的MFR可以为1~30g/10分钟。
本发明的第一实施方案中,所述高分子组合物的粘度可以满足下述式1及式2。
[式1]
A1>A2
所述式1中,A1是在240℃下测量的聚酮树脂的初始粘度,A2是在240℃下测量的混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的初始粘度。
[式2]
A1>A3
所述式2中,A1是在240℃下测量的聚酮树脂的初始粘度,A3是在240℃下对混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物进行退火10分钟后测量的粘度。
本发明的第一实施方案中,所述高分子组合物的热分解温度满足下述式3,所述热分解温度被定义为用热重分析仪测量热分解时减重率达到20%时的温度。
[式3]
T1<T2
所述式3中,T1是聚碳酸亚烷基酯树脂的热分解温度,T2是混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的热分解温度。
本发明的第一实施方案还包括利用所述高分子组合物的成型品,更具体包括薄膜。
本发明的第二实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂及源自生物的聚酯树脂的高分子组合物。
本发明的第二实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以以1~99重量%包含在整体含量中。
本发明的第二实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以是C2~C12的聚碳酸亚烷基酯。
本发明的第二实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂可以是选自聚碳酸亚乙基酯、聚碳酸亚丙基酯、聚碳酸亚戊基酯、聚碳酸亚己基酯、聚碳酸亚辛基酯、聚碳酸亚环己基酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。
本发明的第二实施方案中,所述源自生物的聚酯树脂可以是选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。
本发明的第二实施方案中,与单独加工所述源自生物的聚酯树脂相比,混合所述聚碳酸亚烷基酯树脂进行加工时,赋予源自生物的聚酯树脂的剪切稀化(shear thinning)性质,从而减小加工负荷而提高加工性,并且具有使加工温度变宽的效果。
本发明的第二实施方案中,所述高分子组合物可以满足下述式4。
[式4]
P1<P2
所述式4中,P1是所述高分子组合物进行挤出加工时的扭矩(Torque)范围,P2是源自生物的聚酯树脂进行挤出加工时的扭矩范围。
本发明的第二实施方案还包括利用所述高分子组合物的薄膜。
本发明的第二实施方案中,所述薄膜可以满足下述式5。
[式5]
F1<F2
所述式5中,F1是利用所述高分子组合物的薄膜的透氧率,F2是源自生物的聚酯树脂的透氧率。
本发明的第三实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂的加工助剂,其为用于提高选自聚酮及源自生物的聚酯树脂中的任一种树脂或它们的混合树脂的热加工性的加工助剂。
以下,对本发明的各个构成进行更具体的说明。
首先,对本发明的第一实施方案进行说明。
本发明的第一实施方案中,聚碳酸亚烷基酯树脂不受限制,但可以使用SK新技术株式会社已申请的韩国公开专利公报第2008-0015454号、第2009-0090154号、第2010-067593号及第2010-0013255等中记载的聚碳酸亚烷基酯树脂。
具体而言,聚碳酸亚烷基酯树脂可以是将二氧化碳与一种或两种以上的环氧化合物进行反应的聚碳酸酯共聚物(copolymer)或三元共聚物(terpolymer)。此时,所述环氧化合物可以使用选自被卤素或烷氧基取代或未被取代的(C2-C10)烯化氧(alkylene oxide),被卤素或烷氧基取代或未被取代的(C4-C20)亚环烷基氧化物(cycloalkylene oxide),以及被卤素、烷氧基、烷基或芳基取代或未被取代的(C8-C20)氧化苯乙烯中的一种以上。具体而言,所述烷氧基可以为烷氧基、芳氧基、芳烷氧基(aralkyloxy)等,所述芳氧基可以列举苯氧基、联苯氧基、萘氧基等。所述烷氧基、烷基及芳基可以具有选自卤素元素或烷氧基中的取代基。
更具体而言,聚碳酸亚烷基酯树脂可以通过二氧化碳与环氧化合物的共聚反应来制备,所述环氧化合物是选自被卤素、(C1-C20)烷氧基、(C6-C20)芳氧基或(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基(aralkyl)氧基取代或未被取代的(C2-C20)烯化氧;被卤素、(C1-C20)烷氧基、(C6-C20)芳氧基或(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基(aralkyl)氧基取代或未被取代的(C4-C20)亚环烷基氧化物(cycloalkylene oxide);以及被卤素、(C1-C20)烷氧基、(C6-C20)芳氧基、(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基(aralkyl)氧基或(C1-C20)烷基取代或未被取代的(C8-C20)氧化苯乙烯中的一种以上。
所述环氧化合物的具体实例例如有:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷(buteneoxide)、环氧戊烷(pentene oxide)、环氧己烷(hexene oxide)、环氧辛烷(octene oxide)、环氧癸烷(decene oxide)、环氧十二烷(dodecene oxide)、环氧十四烷(tetradeceneoxide)、环氧十六烷(hexadecene oxide)、环氧十八烷(octadecene oxide)、环氧丁烯(butadiene monoxide)、1,2-环氧基-7-辛烯、环氧氟丙烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、异丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、叔丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、环氧环戊烷(cyclopentene oxide)、环氧环己烷(cyclohexene oxide)、环氧环辛烷(cyclooctene oxide)、环氧环十二烷(cyclododecene oxide)、α-环氧蒎烷、2,3-环氧基降冰片烯(2,3-epoxide norbonene)、氧化柠檬烯(limonene oxide)、狄氏剂、2,3-环氧丙基苯、氧化苯乙烯、苯基环氧丙烷(phenyl propylene oxide)、氧化二苯乙烯(stilbeneoxide)、氧化氯代二苯乙烯(chlorostilbene oxide)、氧化二氯二苯乙烯(dichlorostilbene oxide)、1,2-环氧基-3-苯氧基丙烷、苄氧甲基环氧乙烷、缩水甘油基-甲基苯基醚(glycidyl-methylphenyl ether)、氯苯基-2,3-环氧丙基醚、环氧丙基甲氧基苯基醚、联苯缩水甘油醚、萘基缩水甘油醚(glycidyl naphthyl ether)等。
更具体而言,例如,聚碳酸亚烷基酯树脂可以是选自聚碳酸亚乙基酯、聚碳酸亚丙基酯、聚碳酸亚戊基酯、聚碳酸亚己基酯、聚碳酸亚辛基酯、聚碳酸亚环己基酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物,但并不受限于此。
所述聚碳酸酯共聚物或三元共聚物的聚合方法可以为溶液聚合或本体聚合,更具体而言,将有机溶剂用作反应介质,在一种以上的环氧化合物和催化剂的存在下,投入二氧化碳来进行聚合。所述溶剂可以单独使用或组合两种以上使用戊烷、辛烷、癸烷及环己烷等脂肪族烃,苯、甲苯及二甲苯等芳香族烃,氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、氯乙烷、三氯乙烷、1-氯丙烷、2-氯丙烷、1-氯丁烷、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷、氯苯及溴苯等卤代烃。在常压下,二氧化碳的压力可以为100个大气压,优选合适的压力为5~30个大气压。所述共聚反应时的聚合温度可以为20~120℃,优选合适的聚合温度为50~90℃。更优选地,可以进行将单体自身用作溶剂的本体聚合。
另外,重均分子量可以为10,000~1,000,000g/mol,但不受限于此。所述重均分子量是通过凝胶渗透色谱分析获得的值,是指利用安捷伦科技有限公司(AgilentTechnologies)的1260Infinity并利用聚苯乙烯(Polystyrene)作为标准样品测量的值。此时,色谱柱(Column)使用PL gel Olexis。
本发明的第一实施方案中,在整体高分子组合物中,聚碳酸亚烷基酯树脂的含量可以为1~99重量%,具体可以为1~90重量%,具体可以为20~80重量%,但并不受限于此。在所述范围内,足以改善聚酮树脂及源自生物的聚酯树脂的流动性而表现提高加工性的效果。并且,可以使源自生物的聚酯树脂的可加工的温度范围变得更宽,因此可以应用于各种成型品的制备方法中。即,可以通过挤出、注塑或吹制等公知的各种成型方法制备成型体。
本发明的第一实施方案中,就聚酮树脂而言,在进行挤出等加工时由于羟醛缩合反应(aldol condensation)等反应而会使粘度急剧上升,因此存在挤出等热加工困难的问题,但是通过与聚碳酸亚烷基酯树脂混合使用,可以抑制热加工中的分解或交联反应,因此可以通过热加工,即挤出、注塑及吹制等方法进行加工。另外,具有使组合物的热稳定性进一步提高的效果。
所述聚酮树脂可以是由一氧化碳和至少一种烯属不饱和烃组成的线性交替聚合物。更具体而言,聚酮树脂是线性交替结构体,并且不饱和烃的每一个分子实质上可以包含一氧化碳。
作为用于制备聚酮树脂的前体,烯属不饱和烃可以具有C1-C20碳原子,更优选可以具有C1-C10碳原子。另外,烯属不饱和烃可以是乙烯及α-烯烃,更具体可以是丙烯(propene)、1-丁烯(1-butene)、异丁烯(iso-butene)、1-己烯(1-hexene)、1-辛烯(1-octene)等脂肪族,或者是在其它脂肪族分子上包含芳基(aryl)取代基,尤其是在烯属不饱和的碳原子上包含芳基取代基的芳基脂肪族。
烯属不饱和烃中的芳基脂肪族烃的例子可以列举苯乙烯(styrene)、对甲基苯乙烯(p-methyl styrene)、对乙基苯乙烯(p-ethyl styrene)及间异丙基苯乙烯(m-isopropyl styrene)。
优选的聚酮树脂可以是一氧化碳和乙烯(ethene)的共聚物,或者可以是一氧化碳和乙烯以及至少具有3个碳原子的第二烯属不饱和烃,尤其是诸如丙烯(propene)的α-烯烃的三元共聚物(terpolymer)。具体而言,可以是具有诸如下述化学式1及化学式2的重复单元的聚合物。更具体而言,化学式2可以由化学式3表示。
[化学式1]
[化学式2]
所述化学式2中,x:y的比可以为1:0.01~0.5。
所述G衍生自至少三种通过烯属不饱和而聚合的烯属不饱和烃的单体。
[化学式3]
所述化学式3中,x:y的比可以为1:0.01~0.5。
通过凝胶渗透色谱法测量的所述聚酮树脂的数均分子量可以为1000~200,000g/mol,更优选可以为20,000~90,000。另外,熔点可以为175~300℃,更具体可以为210~270℃。另外,根据ASTM D1238在240℃、2.16kg下测量的熔体流动速率(Melt Mass-flow Rate,MFR)可以为1~30g/10分钟,更具体可以为1~10g/10分钟。
US4843144号公开了所述聚酮树脂的制备方法的一个实施方案。
在高分子组合物中,所述聚酮树脂的含量可以使用1~99重量%,更具体可以使用10~90重量%,更具体可以使用20~80重量%。随着所述聚酮含量的增加,可以进一步提高耐热性。
所述第一实施方案的高分子组合物的粘度可以满足下述式1及式2。
[式1]
A1>A2
所述式1中,A1是在240℃下测量的聚酮树脂的初始粘度,A2是在240℃下测量的混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的初始粘度。
[式2]
A1>A3
所述式2中,A1是在240℃下测量的聚酮树脂的初始粘度,A3是在240℃下对混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物进行退火10分钟后测量的粘度。
即,通过使用聚碳酸亚烷基酯树脂,能够防止热加工时聚酮粘度的急剧上升。
由此,根据所述聚碳酸亚烷基酯树脂的含量范围,能够进一步减小挤出加工时的扭矩,在包含20重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂的范围内,扭矩可以减小30%以上,更具体可以减小35%以上。
就所述第一实施方案的高分子组合物而言,所述高分子组合物的热分解温度可以满足下述式3,所述热分解温度被定义为用热重分析仪测量热分解时减重率达到20%时的温度。
[式3]
T1<T2
所述式3中,T1是聚碳酸亚烷基酯树脂的热分解温度,T2是混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的热分解温度。
即,能够提供耐热性优异的同时热加工性优异的高分子组合物。更具体而言,随着聚酮树脂含量的增加,能够进一步提高热分解温度,具体而言,例如,单独使用聚碳酸亚烷基酯树脂时的热分解温度小于300℃,但是混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的热分解温度可以为300℃以上,具体可以为300~500℃,热稳定性得到进一步提高。这可能表示随着聚酮树脂含量的增加,热分解温度会升高,但是如图1所示,可以确认单独使用聚碳酸亚丙基酯时的热分解温度小于300℃,但是聚酮树脂的含量为20~80重量%时的热分解温度升高至300~500℃。
另外,在第一实施方案中,根据需要可以进一步包含源自生物的聚酯树脂。
更具体而言,第一实施方案的高分子组合物可以包含聚碳酸亚烷基酯树脂、聚酮树脂及源自生物的聚酯树脂。
所述源自生物的聚酯树脂是指聚合通过发酵获得的单体而制备的聚合物,更具体而言,是指聚合通过发酵由淀粉、糖、碳水化合物、脂肪或植物油等获得的单体而生产的脂肪族聚酯树脂,或者是以基于生物质生产的二醇成分为基础的脂肪族-芳香族聚酯树脂等。
更具体而言,例如,所述源自生物的聚酯树脂可以是选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。更优选可以是聚乳酸。
在所述高分子组合物中,所述源自生物的聚酯树脂的含量可以为3~50重量%,更具体可以为3~40重量%,但并不受限于此。
具体而言,所述高分子组合物可以包含1~95重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂、3~40重量%的源自生物的聚酯树脂及余量的聚酮树脂。
更具体而言,所述高分子组合物可以包含3~40重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂、3~40重量%的源自生物的聚酯树脂及余量的聚酮树脂。在所述含量范围内,热加工性优异且热稳定性也优异,因此优选。
本发明的第一实施方案中,所述高分子组合物可以满足下述式4。
[式4]
P1<P2
所述式4中,P1是所述高分子组合物进行挤出加工时的扭矩范围,P2是聚酮树脂进行挤出加工时的扭矩范围。
即,本发明通过混合使用源自生物的聚酯树脂和聚酮树脂,能够将现有的聚酮树脂所具有的加工温度范围调节为更加多样化,并且能够实现改善挤出加工性能的效果。更具体而言,根据所述聚碳酸亚烷基酯树脂的含量范围,能够进一步减小扭矩,在包含20重量%以上的聚碳酸亚烷基酯树脂的范围内,扭矩可以减小5%以上,更具体可以减小9%以上。
本发明的第一实施方案还包括将所述高分子组合物通过挤出、注塑、吹制等方法制备的成型品。更具体而言,所述成型品可以是薄膜、薄片及纤维等,但并不受限于此。
接着,对本发明的第二实施方案的高分子组合物进行说明。
本发明的第二实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂及聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物。
此时,所述聚碳酸亚烷基酯树脂及聚碳酸亚烷基酯树脂的种类如前所述。
并且,就其含量而言,可以包含1~99重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂及1~99重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂。更具体而言,可以包含10~90重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂及10~90重量%的聚碳酸亚烷基酯树脂。
本发明的第二实施方案的组合物可以通过挤出、注塑或吹制等加工方法制备成薄膜,制备成薄膜时,与单独使用源自生物的聚酯树脂而制备的薄膜相比,可以进一步降低透氧率,因此可以实现能够提供阻氧性优异的薄膜的效果。
具体而言,能够提供满足下述式5的薄膜。
[式5]
F1<F2
所述式5中,F1是利用所述高分子组合物的薄膜的透氧率,F2是源自生物的聚酯树脂的透氧率。
所述透氧率是根据ASTM F-1927进行测量。
本发明的第一实施方案及第二实施方案仅用于具体例示本发明,本发明并不限定于此。
另外,根据需要,所述高分子组合物可以进一步包含本领域通常使用的添加剂,例如,增溶剂。
所述增溶剂的具体实例有炭黑、氧化钛、滑石、粘土等无机颗粒、颜料、染料、分散剂、消泡剂、润滑剂、增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂、光稳定剂、紫外线阻断剂及结晶促进剂等,只要是在本领域中通常使用的增溶剂,则可以不受限制地使用。
本发明的第一实施方案及第二实施方案的薄膜的制备方法可以包括混合高分子组合物的步骤及将其挤出为薄膜的步骤。
本发明的高分子组合物可以通过公知的各种方法制备,为了获得均匀的混合物,可以利用亨舍尔混合机(Henschel mixer)、螺带式混合机(ribbon mixer)等制备。熔融混炼方法可以利用班伯里密炼机(Banbury mixer)、单螺杆或双螺杆挤出机等。
本发明的高分子组合物的形状不受特别限制,例如可以是线状、薄片状、平板状、粒状等。
另外,利用高分子组合物制备成型体的方法例如可以列举注塑成型法、挤出成型法、吹胀法(inflation)、T型模头法(T-die)、压延法、吹制成型法、真空成型、压缩成型等,但并不受限于此。
本发明的第三实施方案是包含聚碳酸亚烷基酯树脂的加工助剂,其为用于提高选自聚酮及源自生物的聚酯树脂中的任一种树脂或它们的混合树脂的热加工性的加工助剂。
本发明的第三实施方案中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂如前所述,使用所述聚碳酸亚烷基酯树脂作为加工助剂,能够进一步提高选自聚酮及源自生物的聚酯树脂中的任一种树脂或它们的混合树脂的热加工性。
即,能够防止热加工时粘度的急剧上升,并且能够进一步提高加工稳定性。
以下,列举实施例对本发明进行更具体的说明,本发明并不限定于下述实施例。
[实施例1~7及比较例1~3]
将下述表2的组分放入挤出机中,并以下述表1的温度条件进行挤出而制备薄膜,并测量挤出时的扭矩。
下述表1中,聚碳酸亚丙基酯树脂(以下称为PPC)使用了重均分子量为140,000g/mol的SK新技术株式会社(SK innovation)的GreenPol Mw140k,聚酮树脂(以下称为PK)使用了熔点为210℃且根据ASTM D1238在240℃、2.16kg下测量的MFR为6.0g/10分钟的晓星公司(HYOSUNG)的M620A,聚乳酸树脂(以下称为PLA)使用了Natureworks公司的4032D。
此时,挤出机(brabender GmbH公司,双螺杆挤出机(Twin screw extruder)TSE19/40.)的条件为如下。
螺杆直径(Screw diameter):19mm
螺杆转速(Screw rpm):120~150rpm
进料速度(Feed rate):3~4kg/小时
[表1]
区域(Zone) | 料斗 | 机筒1 | 机筒2 | 机筒3 | 机筒4 | 模头(die) |
温度(Temp.)(℃) | 170 | 210 | 210 | 220 | 220 | 220 |
[表2]
PPC(重量%) | PLA(重量%) | PK(重量%) | 扭矩(kg.cm) | |
实施例1 | 80 | - | 20 | 32~35 |
实施例2 | 50 | - | 50 | 34~38 |
实施例3 | 20 | - | 80 | 35~39 |
实施例4 | 80 | 20 | - | 31~34 |
实施例5 | 50 | 50 | - | 35~39 |
实施例6 | 20 | 80 | - | 35~39 |
实施例7 | 40 | 30 | 30 | 36~38 |
比较例1 | 100 | - | - | 32~33 |
比较例2 | - | - | 100 | 54以上 |
比较例3 | - | 100 | - | 43~48 |
如上述表2所示,可知本发明的实施例通过添加聚碳酸亚丙基酯树脂,从而降低了挤出加工时的扭矩,因此挤出加工性能得到改善。
更具体而言,确认到与比较例2相比,实施例1~3的扭矩降低35%以上,与比较例3相比,实施例4~6的扭矩降低9%以上。
如比较例2所示,单独使用聚酮树脂时,由于加工中粘度的急剧上升而导致无法进行挤出。
另外,使用珀金埃尔默公司(PerkinElmer Inc.)的热重分析仪(TGA)测量热分解温度。
将薄膜切割成3mm×3mm的尺寸,放置在风扇(fan)上,然后在100℃下进行绝热处理30分钟后冷却至常温,然后再次以每分钟5℃的速度加热至700℃,并测量减重。热分解温度定义为减重率相比最初装载的薄膜的重量减少20%的温度来进行计算。
如图1所示,可知与单独使用PPC时相比,混合使用PPC和PK时热稳定性得到提高。
另外,根据热分解温度,即定义为用热重分析仪测量热分解时减重率达到20%时的温度,可知比较例1中单独使用PPC时的热分解温度为280℃,相对于此,如实施例1~3中所示,随着聚酮的含量增加,热分解温度升高至320~350℃。
另外,测量所述实施例4~6和比较例1及3中制备的薄膜的透氧率,并示于下述表3中。
薄膜的厚度为100μm,透氧率是根据ASTM F-1927进行测量。
[表3]
PPC(重量%) | PLA(重量%) | 透氧率(cc/m<sup>2</sup>·天,0%的相对湿度(R.H)) | |
实施例4 | 80 | 20 | 370 |
实施例5 | 50 | 50 | 450 |
实施例6 | 20 | 80 | 620 |
比较例1 | 100 | - | 100 |
比较例3 | - | 100 | 1000 |
如上述表3所示,确认到与单独使用PLA时相比,透氧率得到进一步减少。
[实施例8]
下述表4中,PPC使用了SK新技术株式会社的GreenPol Mw 140k,PK使用了晓星公司的M620A。
在180℃下将PPC进行退火10分钟后测量粘度的结果,如下述表4中所示,确认到粘度没有变化。
在240℃下将PK进行退火10分钟后测量粘度的结果,如下述表4中所示,确认到从18,000Pa.s的初始粘度到39,000Pa.s的退火后的粘度,粘度急剧上升。
另外,混合20重量%的PPC和80重量%的PK,并在240℃下进行退火10分钟后测量粘度的结果,如下述表4中所示,确认到从3,100Pa.s的初始粘度到10,200Pa.s的退火后的粘度,粘度没有大幅上升,并且可以进行挤出加工。
粘度使用TA仪器公司(TA instrument)的ARES设备进行测量,测量配件使用平行板(parallel plate),并以动态频率扫描模式(dynamic frequency sweep mode)进行测试。
[表4]
初始粘度(Pa.s) | 退火后的粘度(Pa.s) | 备注 | |
100重量%的PPC | 1,400 | 1,400 | - |
100重量%的PK | 18,000 | 39,000 | 无法加工 |
20重量%的PPC/80重量%的PK | 3,100 | 10,200 | 可加工 |
如上所述,本发明通过特定的事项和限定的实施例及附图进行了说明,但这仅仅是为了帮助完整地理解本发明而提供,本发明并不限定于上述的实施例,本发明所属领域的具有通常知识的技术人员可以根据这种记载进行各种修改及变形。
因此,本发明的思想并不限定于所说明的实施例,而是权利要求书和与权利要求书等同或具有等价变形的所有修改均属于本发明的思想范畴。
Claims (16)
1.一种高分子组合物,其包含聚碳酸亚烷基酯树脂及聚酮树脂。
2.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述高分子组合物进一步包含源自生物的聚酯树脂。
3.根据权利要求2所述的高分子组合物,其中,所述源自生物的聚酯树脂是以3~50重量%包含在所述高分子组合物中。
4.根据权利要求2所述的高分子组合物,其中,所述源自生物的聚酯树脂是选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂是以1~99重量%包含在所述高分子组合物中。
6.根据权利要求5所述的高分子组合物,其中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂是以20~80重量%包含在所述高分子组合物中。
7.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂是C2~C12的聚碳酸亚烷基酯。
8.根据权利要求7所述的高分子组合物,其中,所述聚碳酸亚烷基酯树脂是选自聚碳酸亚乙基酯、聚碳酸亚丙基酯、聚碳酸亚戊基酯、聚碳酸亚己基酯、聚碳酸亚辛基酯、聚碳酸亚环己基酯及它们的共聚物中的任一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述聚酮树脂是由一氧化碳和至少一种烯属不饱和烃组成的线性交替聚酮树脂。
10.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述聚酮树脂的熔点为175~300℃,根据ASTM D1238在240℃、2.16kg下测量的熔体流动速率(MFR)为1~30g/10分钟。
11.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述高分子组合物的粘度满足下述式1及式2,
[式1]
A1>A2
所述式1中,A1是在240℃下测量的聚酮树脂的初始粘度,A2是在240℃下测量的混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的初始粘度,
[式2]
A1>A3
所述式2中,A1是在240℃下测量的聚酮树脂的初始粘度,A3是在240℃下对混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物进行退火10分钟后测量的粘度。
12.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述高分子组合物的热分解温度满足下述式3,所述热分解温度被定义为用热重分析仪测量热分解时减重率达到20%时的温度,
[式3]
T1<T2
所述式3中,T1是聚碳酸亚烷基酯树脂的热分解温度,T2是混合聚酮树脂和聚碳酸亚烷基酯树脂的高分子组合物的热分解温度。
13.根据权利要求12所述的高分子组合物,其中,所述T1小于300℃,所述T2为300℃以上。
14.根据权利要求1所述的高分子组合物,其中,所述高分子组合物满足下述式4,
[式4]
P1<P2
所述式4中,P1是所述高分子组合物进行挤出加工时的扭矩范围,P2是聚酮树脂进行挤出加工时的扭矩范围。
15.一种成型品,其利用权利要求1至14中任一项所述的高分子组合物。
16.根据权利要求15所述的成型品,其中,所述成型品是薄膜。
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