CN116875007A - 一种可降解复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种可降解复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料制造技术领域,具体公开了一种可降解复合材料及其制备方法和应用。所述可降解复合材料包括聚乳酸、聚‑3‑羟基丁酸酯和柔性羟基脂肪酸酯聚合物。本发明所述的可降解复合材料韧性好,热软化温度高,易染色且染色均匀度良好,各项综合性能良好,热加工稳定,加工窗口宽,可以很好的适应下游热加工成型,拓宽下游制品(例如织物、餐盒、杯子、吸管、包装物、医药器具)的应用领域范围。

Description

一种可降解复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体涉及一种可降解复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济快速发展,人们生活水平日益提高,人们对环境质量要求越来越高。但全球不可降解一次性塑料的应用,加剧了人类生活环境的白色污染。国内外常见的生物降解材料如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)等发展良好,性能不断改善,应用也越来越广泛,如日常生活用品、医疗领域、包装领域、餐饮领域等。但因为生物降解材料有些来源为石油基如PBS和PBAT等,生命周期内不环保,而生物来源的PLA在使用过程中会有脆性大易断裂、高温易变形、染色不均匀不易上色等缺陷,因此在使用时受到诸多限制。
因此需要开发具有良好韧性、良好耐热性能且容易上色染色的低成本复合材料,以拓宽材料下游制品应用的范围。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的PLA材料韧性差,使用温度范围窄,不易上色染色等技术难题。
为了实现上述目的,本发明所述的可降解复合材料采用聚乳酸共混聚-3-羟基丁酸酯的方法,提高材料的使用温度范围,共混柔性羟基脂肪酸酯聚合物提高材料韧性、上色、染色性能,进一步的,还通过添加助剂,进一步提高可降解复合材料的相容性、热加工性、分子量、韧性、使用温度范围及上色、染色等性能。通过实验证实,本发明所述的可降解复合材料韧性好,热软化温度高,易染色且染色均匀度良好,各项综合性能良好,热加工稳定,加工窗口宽,可以很好的适应下游热加工成型,拓宽制品的应用领域范围。
本发明的第一方面,提供了一种可降解复合材料,所述可降解复合材料(或其原料)包含基材,所述的基材包括:聚乳酸,以及羟基脂肪酸酯聚合物,所述的羟基脂肪酸酯聚合物包括两种羟基脂肪酸酯聚合物;其中一种羟基脂肪酸酯聚合物包括聚-3-羟基丁酸酯,另一种羟基脂肪酸酯聚合物包括柔性羟基脂肪酸酯聚合物,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物的断裂伸长率大于或等于20%,且熔融指数大于或等于1g/min,所述聚-3-羟基丁酸酯和所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量比为(0.2-7):1中任一数值,进一步优选为(0.5-4):1,优选为(1-2):1中任一数值,例如(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.25、1.3、1.4、1.5、1.6、1.62、1.66、1.67、1.7、1.73、1.8、1.9、2、2.42、2.43、3、4、5、6、7):1。
上述熔融指数是参照GB/T 3682-2000的测试方法,在测试条件为190℃,2.16kg条件下测定获得,下述类同。
优选的,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物的断裂伸长率为20%-800%中任一数值,进一步优选为20%-300%中任一数值,例如20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、700%或800%。
优选的,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物的熔融指数为1g/10min-30g/10min中任一数值,进一步优选1g/10min-15g/10min中任一数值,例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25或30g/10min。优选的,所述的共聚物包括均聚物、共聚物(例如交替共聚物、随机共聚物、嵌段共聚物)
优选的,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物包含组成柔性羟基脂肪酸酯的单聚体、二聚体或多聚体。
更优选的,组成所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物的单体包括但不限于2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、3-羟基戊酸、5-羟基戊酸、3-羟基己酸、3-羟基庚酸、6-羟基己酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸、3-羟基十一酸或3-羟基十二酸中的一种、两种或两种以上。
优选的,所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物包括但不限于P3HP、P(HA-LA)、PHV、P34HB、PHBV、PHBHHx、PHBHHp、PHO、PHN、PHD、P3HB4HB3HV、P3HB4HB5HV中的一种、两种或两种以上。
其中,P(HA-LA)中的HA包括3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、3-羟基戊酸、5-羟基戊酸、3-羟基己酸、3-羟基庚酸、6-羟基己酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸、3-羟基十一酸或3-羟基十二酸中的一种、两种或两种以上。
优选的,所述的基材中,聚乳酸与羟基脂肪酸酯聚合物的质量比为(1-3):1,进一步优选为(1-2):1,更优选为(1-1.5):1,例如1:1、1.13:1、1.14:1、1.15:1、1.2:1、1.25:1、1.3:1、1.34:1、1.35:1、1.40:1、1.5:1、1.67:1、2:1、2.5:1、3:1。
在本发明的一个具体实施方式中,聚乳酸与羟基脂肪酸酯聚合物的质量比为5:3、3:1、7:5、55:41、51.5:44.6、51.1:45、56.1:40。
优选的,所述的可降解复合材料(或其原料)中,聚乳酸的质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的20%-80%(优选40%-75%,进一步优选50%-72%)中的任一数值,例如30%、35%、40%、45%、50%、51.1%、51.5%、55%、56%、56.1%、60%、65%、72%、70%、75%、80%。
优选的,所述的可降解复合材料(或其原料)中,聚-3-羟基丁酸酯的质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的5%-50%(优选为5%-40%,进一步优选为5%-35%)中的任一数值,例如5%、6%、10%、15%、17%、20%、25%、26%、27.6%、30%、35%、40%、45%、50%。
优选的,所述的可降解复合材料(或其原料)中,柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的5%-50%(优选为5%-40%,进一步优选5%-30%)中的任一数值,例如5%、7%、10%、15%、17%、20%、25%、26%、30%、35%、40%、45%、50%。
优选的,所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物中非3HB的单体的摩尔含量为1-50%中任一数值,进一步优选为5-50%中任一数值,更优选为10-30%中任一数值,例如1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物为P34HB,所述P34HB中4HB的摩尔含量为1%-50%中的任一数值,例如1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%,优选的,所述的P34HB中4HB的摩尔含量为15%、20%。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物为PHBV,所述PHBV中3HV的摩尔含量为1%-50%中的任一数值,例如1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%,优选所述的PHV中3HV的摩尔含量为15%。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物为PHBHHx,优选的,所述的PHBHHx中3HHx的摩尔含量为1%-50%中的任一数值,例如1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%,优选的,所述PHBHHx中3HHx的摩尔含量为20%。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)中柔性羟基脂肪酸酯聚合物为P34HB,优选的,聚-3-羟基丁酸酯和P34HB的质量比为26:15或27.6:17。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)中柔性羟基脂肪酸酯聚合物为PHBV,优选的,聚-3-羟基丁酸酯和PHBV的质量比为5:4。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)中柔性羟基脂肪酸酯聚合物为PHBHHx,优选的,聚-3-羟基丁酸酯和PHBHHx的质量比为5:3。
优选的,所述的聚乳酸、羟基脂肪酸酯聚合物可以为化学合成、生物发酵制备或者购买获得。
优选的,所述聚乳酸的分子量为5万-50万中的任一数值,进一步优选为10万-30万中任一数值,更优选为12万-18万中任一数值,例如5万、10万、11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万、18万、19万、20万、25万、30万、35万、40万、45万或50万。
优选的,所述聚-3-羟基丁酸酯的分子量为15万以上的任一数值,进一步优选为15万-500万中的任一数值,更优选为30万-100万中任一数值,例如15万,20万、25万、30万、35万、40万、45万、50万、55万、60万、65万、70万、75万、80万、85万、90万、95万、100万、150万、200万、250万、300万、350万、400万、450万或500万。
优选的,所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的分子量为15万以上的任一数值,进一步优选为15万-500万中的任一数值,更优选为30万-100万中任一数值,例如15万,20万、25万、30万、35万、40万、45万、50万、55万、60万、65万、70万、75万、80万、85万、90万、95万、100万、150万、200万、250万、300万、350万、400万、450万或500万。
优选的,所述的可降解复合材料(或其原料)中还包含助剂。
优选的,所述的助剂的加入质量占可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,进一步优选为0.5%-4%中的任一数值,例如0%、0.00001%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.5%、5%。
优选的,所述的助剂包括但不限于引发剂、交联剂、扩链剂、抗水解剂、抗氧剂或热稳定剂中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的助剂包括引发剂和交联剂。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的助剂包括扩链剂、抗水解剂和热稳定剂。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的助剂包括引发剂、交联剂、扩链剂、抗水解剂、抗氧剂和热稳定剂。
优选的,所述的引发剂的加入质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,优选0.01%-0.5%中的任一数值,例如0.00001%、0.01%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.4%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%。
优选的,所述引发剂包括过氧化物,进一步优选的,所述的过氧化物包括有机过氧化物。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的引发剂包括但不限于过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化苯丙酸、过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷或过氧化苯甲酸三丁酯中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述引发剂为过氧化二异丙苯和过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯,优选的,所述过氧化二异丙苯与过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯的质量比为1.5:1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述引发剂为过氧化二叔丁基和过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯,优选的,所述的过氧化二叔丁基与过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯的质量比为1:1.5。
在本发明的一个具体实施方式中,所述引发剂为过氧化二异丙苯和过氧化苯丙酸,优选的,所述的过氧化二异丙苯与过氧化苯丙酸的质量比为1:1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述引发剂为1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷和过氧化苯甲酸三丁酯,优选的,所述的1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷与过氧化苯甲酸三丁酯的质量比为4:1。
优选的,所述的交联剂的加入质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,优选0.5%-2%中的任一数值,例如0%、0.00001%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.25%、2%、3%、4%、5%。
优选的,所述交联剂包括丙烯酸酯类化合物,进一步优选的,所述交联剂包括但不限于季戊四醇三丙烯酸酯、聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)、乙烯-丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸环氧丙酯或钛酸二烯丙酯中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的交联剂为季戊四醇三丙烯酸酯和乙烯-丙烯酸正丁酯,优选的,所述的季戊四醇三丙烯酸酯与乙烯-丙烯酸正丁酯的质量比为4:1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的交联剂为季戊四醇三丙烯酸酯和聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯),优选的,所述的季戊四醇三丙烯酸酯与聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)的质量比为1.5:1
在本发明的一个具体实施方式中,所述的交联剂为乙烯-丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸环氧丙酯,优选的,所述的乙烯-丙烯酸正丁酯与甲基丙烯酸环氧丙酯的质量比为1:1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的交联剂为聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)和钛酸二烯丙酯,优选的,所述的聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)与钛酸二烯丙酯的质量比为1:1.5。
优选的,所述扩链剂的加入质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,优选0.1%-2%中的任一数值,例如0%、0.00001%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%。
优选的,所述扩链剂包含具有环氧官能团的化合物,进一步优选的,所述扩链剂包括但不限于具有环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸类聚合物、具有缩水甘油基的丙烯酸类、聚烯烃,或,具有缩水甘油基的丙烯酸类和聚烯烃的共聚物或低聚物中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为具有环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸类聚合物。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为具有缩水甘油基的丙烯酸类和/或聚烯烃共聚物或低聚物。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为具有环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸类聚合物和具有缩水甘油基的丙烯酸类和/或聚烯烃共聚物或低聚物。
优选的,所述的苯乙烯-丙烯酸类聚合物包括但不限于BASF ADR 4368、BASF ADR4400、BASF ADR 4468、KANEKA MP-40等等。
优选的,所述的具有缩水甘油基的丙烯酸类和聚烯烃共聚物或低聚物包括但不限于Arkema LOTADER。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为BASF ADR4368和BASFADR4400,优选的,所述的BASF ADR4368与BASF ADR4400的质量比为1:1。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为BASF ADR 4400和BASF ADR4468,优选的,所述的BASF ADR 4400与BASF ADR 4468的质量比为7:3。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为BASF ADR 4400和KANEKA MP-40,优选的,所述的BASF ADR 4400与KANEKA MP-40的质量比为3:2。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的扩链剂为BASF ADR 4368和ArkemaLOTADER,优选的,所述的BASF ADR 4368与Arkema LOTADER的质量比为2:3。
优选的,所述的抗水解剂的加入质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,优选0.01%-1%中的任一数值,例如0%、0.00001%、0.01%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%。
优选的,所述抗水解剂包括但不限于碳化二亚胺或聚碳化二亚胺等等。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的抗水解剂为聚碳化二亚胺。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的抗水解剂为聚碳化二亚胺和碳化二亚胺,优选的,所述的聚碳化二亚胺与碳化二亚胺的质量比为4:1。
优选的,所述的抗氧剂的加入质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,优选0.01%-1%中的任一数值,例如0%、0.00001%、0.01%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%。
优选的,所述抗氧剂包括但不限于四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的抗氧剂为抗氧剂1076。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168,优选的,所述的抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比为3:1。
优选的,所述的热稳定剂的加入质量为可降解复合材料(或其原料)总质量的0%-5%中的任一数值,优选0.01%-1%中的任一数值,例如0%、0.00001%、0.01%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%。
优选的,所述热稳定剂包括但不限于硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸锌、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油的三元无规共聚物或磷酸盐中的一种或两种以上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的热稳定剂为硬脂酸钙。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的热稳定剂为硬脂酸镁和硬脂酸锌,优选的,所述的硬脂酸镁与硬脂酸锌的质量比为3:2。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的热稳定剂为磷酸钠。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的热稳定剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油的三元无规共聚物。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)由聚乳酸、羟基脂肪酸酯聚合物组成。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)由聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯、柔性羟基脂肪酸酯聚合物组成。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)由聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯、柔性羟基脂肪酸酯聚合物和助剂组成。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)按质量比包含20%-80%(优选40%-75%,进一步优选50%-72%中任一数值,例如30%、35%、40%、45%、50%、51%、51.1%、51.5%、55%、56%、60%、65%、70%、72%、75%、80%)的聚乳酸、5%-50%(优选5%-40%,进一步优选5%-35%中任一数值,例如5%、6%、10%、15%、17%、20%、25%、26%、27.6%、30%、35%、40%、45%、50%)的聚-3-羟基丁酸酯、5%-50%(优选为5%-40%,进一步优选5%-30%中任一数值,例如5%、7%、10%、15%、17%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%)的柔性羟基脂肪酸酯聚合物和0%-5%(优选为0.5%-4%,例如0%、0.1%。0.5%、1%、1.5%、2%、2.5、3%、3.5%、3.9%、4%、4.5%、5%)的助剂。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)包括如下质量份数的材料:
聚乳酸:50-80份中任一数值,例如50份、51份、51.1份、51.5份、52份、53份、54份、55份、55.25份、55.5份、56份、56.1份、56.25份、56.5份、57份、58份、59份、60份、65份、70份、72份、75份或80份;
聚-3-羟基丁酸酯:5-35份中任一数值,例如5份、6份、10份、15份、17份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、27.6份、28份、29份、30份、32份或35份;
和,
柔性羟基脂肪酸酯聚合物:5-30份中任一数值,例如5份、6份、7份、10份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、25份或30份。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的可降解复合材料(或其原料)包含如下质量份数的材料:
聚乳酸:50-80份中任一数值,例如50份、51份、51.1份、51.5份、52份、53份、54份、55份、55.25份、55.5份、56份、56.1份、56.25份、56.5份、57份、58份、59份、60份、65份、70份、72份、75份或80份;
聚-3-羟基丁酸酯:5-35份中任一数值,例如5份、6份、10份、15份、17份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、27.6份、28份、29份、30份、32份或35份;
柔性羟基脂肪酸酯聚合物:5-30份中任一数值,例如5份、6份、7份、10份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、25份或30份。
和,
助剂:0.1份-5份中任一数值,0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、3.9份、4.0份、4.1份、4.2份、4.3份、4.4份、4.5份、4.6份、4.7份、4.8份、4.9份或5.0份。
优选的,所述的可降解复合材料(或其原料)可以采用现有技术中任何方式进行制备。
本发明的第二方面,提供了第一方面所述可降解复合材料的制备方法,所述的制备方法包括:
S1:将原料混合,获得混合料;
S2:将S1中获得的混合料加入挤出机挤出成条后,进行造粒。
优选的,所述的挤出机中包含螺杆。进一步优选的,所述的螺杆的数量为至少1根、至少2根、至少3根、至少4根、至少5根、至少6根、至少7根、至少8根、至少9根、至少10根、至少11根或至少12根等。
所述的原料中包含基材。
优选的,所述的原料中还包含助剂。例如步骤S1中将基材和助剂混合,获得混合料。
所述的基材和助剂的类型和加入量与第一方面的限定相同。
优选的,所述的造粒前还包括冷却的步骤。
优选的,所述的冷却的方法包括风冷或水冷。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的冷却的方法为风冷。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的冷却的方法为水冷。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的制备方法包括:
S1:将聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯、柔性羟基脂肪酸酯聚合物混合,获得混合料;优选的,所述的混合的过程中还包括加入助剂;
S2:将S1中获得的混合料加入挤出机挤出成条后,进行造粒,所得粒料即为可降解复合材料专用料。
优选的,所述的挤出机中包含螺杆。进一步优选的,所述的螺杆的数量为至少1根、至少2根、至少3根、至少4根、至少5根、至少6根、至少7根、至少8根、至少9根、至少10根、至少11根或至少12根等。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的螺杆的数量为2根,所述的挤出机为双螺杆挤出机。
优选的,步骤S2中挤出机的加热温度为100℃到180℃(优选为140℃-180℃)中的任一数值,例如100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃。
优选的,所述的造粒前还包括冷却的步骤。
进一步优选的,所述的冷却的方法包括风冷或水冷。
优选的,所述水冷的温度为零下20℃到70℃中任一数值,例如零下20℃、零下12℃、零下15℃、零下10℃、零下5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、18℃、20℃、22℃、25℃、30℃、32℃、35℃、37℃、40℃、45℃、48℃、50℃、55℃、60℃、65℃、67℃或70℃。
优选的,所述风冷为零下15℃到75℃中任一数值,例如零下15℃、零下10℃、零下8℃、零下5℃、0℃、3℃、5℃、10℃、15℃、18℃、20℃、25℃、30℃、32℃、35℃、40℃、42℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、72℃或75℃。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的制备方法包括:
S1:将聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯、柔性羟基脂肪酸酯聚合物,和助剂加入到高速混合机内混合0.5min-10min(例如0.5min、2min、2.5min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min),获得混合料;
S2:将S1中获得的混合料加入双螺杆挤出机中,100℃-180℃(优选为140℃-180℃)温度下挤出成条,在风冷或水冷的条件下冷却后进行造粒,所得粒料即为可降解复合材料专用料。
在本发明的一个具体实施方式中,所述的制备方法包括:
S1:将占总质量20%-80%(优选40%-75%,进一步优选50%-72%中任一数值,例如30%、35%、40%、45%、50%、51%、51.1%、51.5%、55%、55.25%、56%、56.1%、56.25%、56.5%、57%、58%、59%、60%、65%、70%、72%、75%、80%)的聚乳酸、占总质量5%-50%(优选5%-40%,进一步优选5%-35%中任一数值,例如5%、6%、10%、15%、17%、20%、25%、26%、27.6%、28%、29%、30%、35%、40%、45%、50%)的聚-3-羟基丁酸酯、占总质量5%-50%(优选为5%-40%,进一步优选5%-30%中任一数值,例如5%、7%、10%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%)的柔性羟基脂肪酸酯聚合物和占总质量0%-5%(例如0%、0.1%。0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.5%、5%)的助剂加入高速混合机中,高速混合0.5-10min(例如0.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9或10min),获得混合料;
S2:将S1中获得的混合料加入双螺杆挤出机中,加热温度100-180℃(优选为140-180℃)反应挤出,挤出成条的过程中风冷或水冷冷却,冷却后进行造粒,所得粒即为可降解复合材料专用料。
本发明的第三方面,提供了上述制备方法获得的可降解复合材料。
本发明的第四方面,提供了一种上述任一所述的可降解复合材料,和/或,上述制备方法获得的可降解复合材料在制备下游制品中的应用。
优选的,所述的下游制品包括但不限于织物、餐盒、杯子、吸管、包装物、医药器具等等。
根据具体实施方式的需要,所述的下游制品上有图案或没有图案。
本发明术语“包括”或“包含”是开放式的描述,含有所描述的指定成分或步骤,以及不会实质上影响的其他指定成分或步骤。
本发明术语“和/或”包含该术语所连接的项目的所有组合,应视为各个组合已经单独地在本文列出。例如,“A和/或B”包含了“A”、“A和B”以及“B”。又例如,“A、B和/或C”包含了“A”、“B”、“C”、“A和B”、“A和C”、“B和C”以及“A和B和C”。
本发明缩写与全称对照见下表1。
表1:缩写与全称对照表
通过上述技术方案,本发明具有如下所述的优点:
(1)本发明采用聚-3-羟基丁酸酯形成耐温网络骨架,提高材料整体的软化温度;将柔性羟基脂肪酸酯聚合物分散于聚乳酸中形成应力吸收的海-岛结构,提高材料的韧性和上色染色性能;三种主要材料发挥协同作用,使可降解复合材料兼具高韧性、高耐热性、易染色及良好的力学性能;
(2)本发明采用引发剂、交联剂,提高材料之间的界面相容性,更大程度的提高材料的各项性能。经试验证实,引发剂、交联剂的使用对可降解复合材料综合性能的提升是显著的,具有协同增效作用;
(3)本发明中的柔性羟基脂肪酸酯聚合物用量适中,在达到很好的增韧效果的同时,没有牺牲耐高温性能和部分力学性能,并降低了成本。经试验证实,若柔性羟基脂肪酸酯聚合物用量过高,会降低材料耐热性和强度;若用量过低,则不能明显增加韧性和上色染色性能;
(4)本发明采用扩链剂,有效提高了材料的分子量,减少材料性能的损失;采用抗水解剂及热稳定剂,提高材料的热加工性能,减少在后期热加工过程中的热降解。联合使用这三种助剂可以提升可降解复合材料的综合性能;
(5)本发明使用风冷冷却造粒,避免后期的除水工序,耗能低,成本低,流程快速,也保证了复合材料产品的稳定性;
(6)本发明的用料和制备方法成本低,生产工艺简单易控,有利于工业化生产。
具体实施方式
使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面通过具体的实施例和对比例更具体的说明本发明,但本发明绝不受这些示例的限定。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明中用到的材料来源:如无特殊说明,本发明实施例中所用的材料均可市售获得。
本发明实施例中所述的份、%或比例,如无特别说明,皆是以质量为基准。
实施例及对照例中各指标的测试标准如下表2:
表2
实施例1:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量分数分别为55%的PLA、26%的PHB、15%的P3HB4HB(4HB含量20mol%)、0.15%的过氧化二异丙苯、0.1%的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1%的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25%的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5%的BASF ADR4368、0.5%的BASF ADR4400、0.5%的聚碳化二亚胺、0.5%的抗氧剂1010及0.5%的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延等加工制品。
将所得到的材料检测,结果如表3所示。
表3:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例2:不同比例PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量分数分别为51.5%的PLA、27.6%的PHB、17%的P3HB4HB(4HB含量15mol%)、0.1%的过氧化二叔丁基、0.15%过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.75%的季戊四醇三丙烯酸酯、0.5%的聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)、0.7%的BASFADR 4400、0.3%的BASF ADR 4468、0.4%的聚碳化二亚胺、0.1%的碳化二亚胺、0.4%的抗氧剂1076、0.3%的硬脂酸镁及0.2%的硬脂酸锌,加入高混机中,高速混合2.5min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延加工制品。
将所得到的材料检测,结果如表4所示。
表4:不同比例PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例3:PLA/PHA(PHB+PHBV)复合材料的制备
将质量分数分别为51.1%的PLA、25%的PHB、20%的PHBV(3HV含量15mol%)、0.125%过氧化二异丙苯、0.125%的过氧化苯丙酸、0.625%的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.625%的甲基丙烯酸环氧丙酯、0.6%的BASF ADR 4400、0.4%的KANEKA MP-40、0.5%的聚碳化二亚胺、0.3%的抗氧剂1010、0.1%的抗氧剂168、0.5%的磷酸钠,加入高混机中,高速混合0.5min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延加工制品。将所得到的材料检测,结果如表5所示。
表5:PLA/PHA(PHB+PHBV)复合材料的测试数据
实施例4:PLA/PHA(PHB+PHBHHx)复合材料的制备
将质量分数分别为56.1%的PLA、25%的PHB、15%的PHBHHx(3HHx含量20mol%)、0.2%的1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、0.05%的过氧化苯甲酸三丁酯、0.5%的聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)、0.75%的钛酸二烯丙酯、0.4%的BASF ADR 4368、0.6%的Arkema LOTADER、0.4%的聚碳化二亚胺、0.1%的碳化二亚胺、0.4%的抗氧剂1010、0.5%的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油的三元无规共聚物,加入高混机中,高速混合10min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延加工制品。将所得到的材料检测,结果如表6所示。
表6:PLA/PHA(PHB+PHBHHx)复合材料的测试数据
实施例5:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量份数分别为55份的PLA、26份的PHB、15份的P3HB4HB(4HB含量20mol%),加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/PHA复合材料。
将所得到的材料检测,结果如表7所示。
表7:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例6:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量份数分别为55份的PLA、26份的PHB、15份的P3HB4HB(4HB含量20mol%)、0.15份的过氧化二异丙苯、0.1份的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1份的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25份的乙烯-丙烯酸正丁酯,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/PHA复合材料。
将所得到的材料检测,结果如表8所示。
表8:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例7:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量份数分别为55份的PLA、26份的PHB、15份的P3HB4HB(4HB含量20mol%)、0.5份的BASF ADR4368、0.5份的BASF ADR4400、0.5份的聚碳化二亚胺、0.5份的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/PHA复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延等加工制品。
将所得到的材料检测,结果如表9所示。
表9:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例8:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方工艺同实施例1,区别是未添加引发剂、交联剂(余量以聚乳酸补充)。对所得到的材料进行检测,可达到热软化温度(95℃)以及拉伸断裂伸长率(24%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)、悬臂梁缺口冲击强度(8.8KJ/m2)、染色均匀度(5级)。
实施例9:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方工艺同实施例1,区别是未添加扩链剂(余量以PLA补充)。对所得到的材料检测,可达到热软化温度(97℃)、拉伸断裂伸长率(25.8%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)以及染色均匀度(4-5级)。
实施例10:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方工艺同实施例1,区别是未添加抗水解剂(余量以PLA补充)。对所得到的材料检测,可达到热软化温度(99℃)、拉伸断裂伸长率(26.2%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)以及染色均匀度(5级)。
实施例11:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方工艺同实施例1,区别是未添加热稳定剂(余量以PLA补充)。对所得到的材料检测,可达到热软化温度(94℃)、拉伸断裂伸长率(23.7%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)以及染色均匀度(5级)。
实施例12:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方同实施例1,区别是以水冷方式冷却拉条,将条子置于烘箱中除水干燥后再取出并造粒。对所得到的材料检测,可达到热软化温度(101℃)、拉伸断裂伸长率(21.5%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)以及染色均匀度(5级)。
实施例13:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方工艺同实施例1,区别是未添加引发剂(余量以PLA补充)。
对所得到的材料检测,可达到热软化温度(100℃)、拉伸断裂伸长率(26.9%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)、悬臂梁缺口冲击强度(9.8KJ/m2)、染色均匀度(5级)。
实施例14:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
配方工艺同实施例1,区别是未添加交联剂(余量以PLA补充)。
对所得到的材料检测,可达到热软化温度(99℃)、拉伸断裂伸长率(25.4%)、熔融指数(在(6-13)的范围内,满足下游制品需求)、悬臂梁缺口冲击强度(9.5KJ/m2)、染色均匀度(5级)。
实施例15:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量分数分别为60份的PLA、6份的PHB、30份的P3HB4HB(4HB含量5mol%)、0.15份的过氧化二异丙苯、0.1份的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1份的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25份的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5份的BASF ADR4368、0.5份的BASF ADR4400、0.5份的聚碳化二亚胺、0.5份的抗氧剂1010及0.5份的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延等加工制品。
将所得到的材料检测,结果如表10所示。
表10:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例16:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量分数分别为56份的PLA、35份的PHB、5份的P3HB4HB(4HB含量50mol%)、0.15份的过氧化二异丙苯、0.1份的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1份的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25份的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5份的BASF ADR4368、0.5份的BASF ADR4400、0.5份的聚碳化二亚胺、0.5份的抗氧剂1010及0.5份的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延等加工制品。
将所得到的材料检测,结果如表11所示。
表11:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
实施例17:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备
将质量分数分别为72份的PLA、17份的PHB、7份的P3HB4HB(4HB含量50mol%)、0.15份的过氧化二异丙苯、0.1份的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1份的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25份的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5份的BASF ADR4368、0.5份的BASF ADR4400、0.5份的聚碳化二亚胺、0.5份的抗氧剂1010及0.5份的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得可降解复合材料,可直接用于下游的注塑、挤出、吹膜及流延等加工制品。
将所得到的材料检测,结果如表12所示。
表12:PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的测试数据
对比例1:未经改性处理的PLA材料的制备
对未经改性处理的PLA材料的各项性能进行检测,得到其热软化温度(53℃)、拉伸断裂伸长率(2.2%)、悬臂梁缺口冲击强度(1.5KJ/m2)和染色均匀度(1-2级)。
对比例2:与实施例1相比,P3HB4HB比例过高的PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备将质量分数分别为55%的PLA、6%的PHB、35%的P3HB4HB(4HB含量20mol%)、0.15%的过氧化二异丙苯、0.1%的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1%的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25%的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5%的BASF ADR4368、0.5%的BASF ADR4400、0.5%的聚碳化二亚胺、0.5%的抗氧剂1010及0.5%的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/PHA复合材料。
对所得到的材料检测,得到其热软化温度(85℃)、拉伸断裂伸长率(67.2%)。
对比例3:与实施例1相比,P3HB4HB比例过低的PLA/PHA(PHB+P34HB)复合材料的制备将质量分数分别为55%的PLA、36%的PHB、5%的P3HB4HB(4HB含量20mol%)、0.15%的过氧化二异丙苯、0.1%的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1%的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25%的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5%的BASF ADR4368、0.5%的BASF ADR4400、0.5%的聚碳化二亚胺、0.5%的抗氧剂1010及0.5%的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/PHA复合材料。
对所得到的材料检测,得到其拉伸断裂伸长率(18.6%)、悬臂梁缺口冲击强度(4.2KJ/m2)、染色均匀度(2-3级)。
对比例4:PLA/P34HB复合材料的制备(与实施例1相比,未添加PHB,PLA与P34HB的比例不变)
将质量分数分别为75.5%的PLA、20.5%的P3HB4HB(4HB含量20mol%)、0.15%的过氧化二异丙苯、0.1%的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1%的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25%的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5%的BASF ADR4368、0.5%的BASF ADR4400、0.5%的聚碳化二亚胺、0.5%的抗氧剂1010及0.5%的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/P34HB复合材料。
对所得到的材料检测,得到其热软化温度(62.5℃)。
对比例5:PLA/PHB复合材料的制备(与实施例1相比,未添加P34HB,PLA与PHB的比例不变)
将质量分数分别为65%的PLA、31%的PHB、0.15%的过氧化二异丙苯、0.1%的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1%的季戊四醇三丙烯酸酯、0.25%的乙烯-丙烯酸正丁酯、0.5%的BASF ADR4368、0.5%的BASF ADR4400、0.5%的聚碳化二亚胺、0.5%的抗氧剂1010及0.5%的硬脂酸钙,加入高混机中,高速混合2min,使其充分混合均匀。预混合的物料加入双螺杆挤出机中,加热温度140-180℃反应挤出,风冷拉条,后切粒,即得PLA/PHA复合材料。
对所得到的材料检测,得到其拉伸断裂伸长率(6.8%)悬臂梁缺口冲击强度(1.7KJ/m2)以及染色均匀度(2-3级)。
通过实施例5和对比例1可以看出,经过PHB、P34HB和PLA复配后的可降解复合材料的整体性能显著较未改性的PLA提升,添加助剂后可进一步提高各项性能。本发明采用特定的组分以及含量,制备得到的可降解复合材料的热软化温度、断裂伸长率和悬臂梁缺口冲击强度明显提升,熔融指数控制在合适范围内,提高了材料的韧性及使用温度,其上染性能和染色均匀度也较好,并且,本发明所述的可降解复合材料的用料和制备方法成本低,生产工艺简单易控,便于工业化生产。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可降解复合材料,其特征在于,所述的可降解复合材料包括基材,所述基材包括:聚乳酸,以及羟基脂肪酸酯聚合物,
所述的羟基脂肪酸酯聚合物包括两种羟基脂肪酸酯聚合物;
其中一种羟基脂肪酸酯聚合物包括聚-3-羟基丁酸酯,另一种羟基脂肪酸酯聚合物包括柔性羟基脂肪酸酯聚合物,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物的断裂伸长率大于或等于20%,且熔融指数大于或等于1g/10min,所述聚-3-羟基丁酸酯和所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量比为(0.2-7):1。
2.根据权利要求1所述的可降解复合材料,其特征在于,所述聚-3-羟基丁酸酯和所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量比为(0.5-4):1,优选为(1-2):1;
优选的,所述的柔性羟基脂肪酸酯聚合物包含P3HP、P(HA-LA)、PHV、P34HB、PHBV、PHBHHx、PHBHHp、PHO、PHN、PHD、P3HB4HB3HV、P3HB4HB5HV中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1或2所述的可降解复合材料,其特征在于,所述的基材中,聚乳酸和羟基脂肪酸酯聚合物的质量比为(1-3):1,优选为(1-2):1,进一步优选为(1-1.5):1。
4.根据权利要求1-3任一所述的可降解复合材料,其特征在于,所述聚乳酸的质量为可降解复合材料总质量的20%-80%,所述聚-3-羟基丁酸酯的质量为可降解复合材料总质量的5%-50%,所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量为可降解复合材料总质量的5%-50%;
优选的,所述聚乳酸的质量为可降解复合材料总质量的40%-75%,所述聚-3-羟基丁酸酯的质量为可降解复合材料总质量的5%-40%,所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量为可降解复合材料总质量的5%-40%;
进一步优选的,所述聚乳酸的质量为可降解复合材料总质量的50%-72%,所述聚-3-羟基丁酸酯的质量为可降解复合材料总质量的5%-35%,所述柔性羟基脂肪酸酯聚合物的质量为可降解复合材料总质量的5%-30%。
5.根据权利要求1-4任一所述的可降解复合材料,其特征在于,所述的可降解复合材料中还包含助剂;
优选的,所述的助剂的质量为可降解复合材料总质量的0%-5%,优选为0.5-4%。
6.根据权利要求5所述的可降解复合材料,其特征在于,所述的助剂包含引发剂、交联剂、扩链剂、抗水解剂、抗氧剂或热稳定剂中的一种、两种或两种以上;
优选的,所述引发剂包含过氧化物;进一步优选的,所述的引发剂包括有机过氧化物;更优选的,所述的引发剂包含过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化苯丙酸、过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷或过氧化苯甲酸三丁酯中的一种、两种或两种以上;
优选的,所述交联剂包含丙烯酸酯类化合物,进一步优选的,所述交联剂包含季戊四醇三丙烯酸酯、聚(乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯-共-甲基丙烯酸酯)、乙烯-丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸环氧丙酯或钛酸二烯丙酯中的一种、两种或两种以上;
优选的,所述扩链剂包含具有环氧官能团的化合物,进一步优选的,所述扩链剂包含具有环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸类聚合物、具有缩水甘油基的丙烯酸类、聚烯烃,或,具有缩水甘油基的丙烯酸类和聚烯烃的共聚物或低聚物中的一种、两种或两种以上;
优选的,所述抗水解剂包含碳化二亚胺和/或聚碳化二亚胺;
优选的,所述抗氧剂包含四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一种、两种或两种以上;
优选的,所述热稳定剂包含硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸锌、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油的三元无规共聚物或磷酸盐中的一种、两种或两种以上。
7.一种权利要求1-6任一所述的可降解复合材料的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:
S1:将原料混合,获得混合料;
S2:将S1中获得的混合料加入挤出机挤出成条后,进行造粒;
所述的原料中包含基材;
优选的,所述的原料中包含助剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:
S1:将聚乳酸、聚-3-羟基丁酸酯、柔性羟基脂肪酸酯聚合物和助剂加入到混合机混合0.5-10min,获得混合料;
S2:将S1中获得的混合料加入挤出机,在100℃-180℃温度下挤出成条,在风冷或水冷的条件下冷却后进行造粒。
9.一种权利要求1-6任一所述的可降解复合材料,和/或,权利要求7-8任一所述的制备方法获得的可降解复合材料的应用,其特征在于,所述的应用包括在制备下游制品中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述的下游制品包括织物、餐盒、杯子、吸管、包装物或医药器具中的至少一种。
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