本發明專利技術提供一種聚乳酸組合物、其制備方法及其應用，該組合物包括聚乳酸和環狀二酯，所述環狀二酯總質量含量為0.03?0.7wt％，通過控制組合物中特定環狀二酯的質量可以顯著提高聚乳酸的耐黃變性能、降低總遷移量，提高聚乳酸降解性，方法簡單易操作。
1、聚乳酸(pla)是一類具有良好生物可降解性和綜合性能的材料，在食品包裝、紡織、生物醫藥等方面都具有很好的應用前景，尤其在一次性餐盒、吸管等食品接觸材料領域有很強的應用潛力。但用于食品接觸材料有嚴格的法律法規要求，材料不僅具有優異的耐黃變性能，還要求控制食品接觸材料及制品中的總遷移量，但目前相關研究主要集中在制備成制品時如何降低遷移量，關于如何降低聚乳酸中遷移量的研究較少。此外，聚乳酸的生物降解周期較長，在堆肥條件下，降解周期仍然可以長達3-6個月，需要進一步提高其降解性。
2、《食品接觸用聚乳酸降解性及其中的化學物質遷移》中介紹了食品接觸用pla中重金屬、添加劑和低聚物的遷移情況，其中，講述低聚物可能來自聚合物自身降解、添加劑的降解、不同成分之間發生反應產生的新物質等，但并沒有給出解決辦法。
3、專利cn115746521a公開了一種耐高溫低遷移可控降解的聚乳酸吸管及其制備方法，通過特定的配方和獨特的工藝制備低遷移量的聚乳酸吸管，避免在保質期內額外產生小分子，但配方及工藝復雜，且沒有解決顏色問題。
>技術實現思路1、本專利技術的目的在于提供一種聚乳酸組合物、其制備方法及其應用，本專利技術的聚乳酸組合物耐黃變性能好，相容性高，遷移率低，可用于食品接觸材料。
2、為實現本專利技術目的，本申請提供如下技術方案：
3、一種聚乳酸組合物，包括聚乳酸和環狀二酯，所述環狀二酯的總質量含量為0.03-0.7wt％，優選為0.04-0.1wt％；所述環狀二酯結構如下：
4、
5、r1為甲基，r2為乙基或丙基。
6、該環狀二酯主要由2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸與乳酸反應生成。
7、優選的，所述聚乳酸組合物中，聚乳酸的質量含量為98.0％-99.8％。
8、本專利技術還提供上述聚乳酸組合物的制備方法，將原料在催化劑和引發劑存在下發生開環聚合反應生成聚乳酸，其中所述原料包括2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸和丙交酯，其中，2-羥基丁酸和2-羥基戊酸的總質量含量為100-4000ppm，優選100-2000ppm，更優選100-480ppm。
9、本專利技術研究發現，2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸與乳酸分子間形成的環狀二酯，與聚乳酸中小分子物質的遷移量存在一定聯系，將聚乳酸中環狀二酯的總含量控制在0.03-0.7wt％，可以改善聚乳酸的遷移問題同時改善其相容性，并提高聚乳酸的降解性能。若聚乳酸中低分子量物質的總含量過高，會導致后續加工及使用過程中嚴重的析出問題，色相差；若低分子量物質的總含量過低，又無法起到相容劑的作用，影響聚乳酸和其他材料共混使用，同時降解性能變差。優選地，所述聚乳酸中環狀二酯的總含量為0.04-0.1wt％。
10、本專利技術中所述2-羥基丁酸和2-羥基戊酸可存在于原料丙交酯中，也可通過外加的方式加入，僅需控制其在原料中的含量即可，控制方式在此不做特別限定。
11、在本專利技術的一些優選實施方式中，通過控制制備聚乳酸的原料中的2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸，將聚乳酸中環狀二酯的總質量含量控制在0.03-0.7wt％，通常情況下，受丙交酯制備方法的影響，其中會產生一定量的2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸，且其含量一般大于2000ppm，所以可以通過對丙交酯進行預處理，使2-羥基丁酸和2-羥基戊酸的總量控制在本專利技術的范圍內。
12、對丙交酯的預處理方式包括但不限于精餾、吸附等本領域常見的提純方法。
13、在本專利技術的一些優選實施方式中，所述原料丙交酯中2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸可通過吸附法處理；優選地，所述吸附法的吸附劑選自活性炭、分子篩、樹脂中的一種或多種，優選為活性炭，更優選為酸改性的活性炭。所述酸為硝酸、磷酸、鹽酸中的一種或多種。
14、在本專利技術的一些優選實施方式中，酸改性活性炭的制備方法為：向燒杯中放入活性炭與酸溶液，室溫下攪拌，之后以去離子水洗滌至中性，干燥，即獲得酸改性的活性炭。
15、在本專利技術的一些優選實施方式中，原料丙交酯的預處理過程為：將丙交酯與活性炭混合均勻，之后加入無水乙醇，室溫下攪拌，過濾除去活性炭，將濾液干燥備用。
16、本專利技術中，所述丙交酯包括l-丙交酯、d-丙交酯和內消旋丙交酯中的一種或多種；
17、本專利技術中，所述催化劑為有機金屬化合物；優選地，所述有機金屬化合物選自有機錫化合物、有機鋁化合物和有機鋅化合物中的一種或多種；更優選地，所述有機金屬化合物為有機錫化合物。
18、本專利技術中，所述催化劑用量為丙交酯的質量的50-400ppm，優選100-200ppm。
19、本專利技術中，所述引發劑為分子量小于200的醇，選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、異辛醇、1,4-丁二醇、1,2-乙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、異山梨醇、1,4-環己烷二甲醇中的一種或多種，優選為1,4-丁二醇；
20、本專利技術中，所述引發劑用量是丙交酯的質量的500-2000ppm，優選1000-1500ppm；
21、本專利技術中，反應溫度為180-200℃，反應時間1-3小時。
22、本專利技術中，聚合反應結束后可采用抽真空的方式脫單，得到聚乳酸組合物，脫揮溫度為180-210℃，真空小于100pa，脫揮時間為30～60min。
23、本專利技術還提供所述聚乳酸組合物的應用，其用于制備食品級材料。
24、與現有技術相比較，本專利技術提供的技術方案具有如下有益效果：
25、本專利技術提供一種聚乳酸制備方法，該聚乳酸中環狀二酯的總含量為0.03-0.7wt％，聚乳酸與其他材料共混使用時，其環狀二酯可以在聚合物共混過程中促進相的分散，有效提高聚合物相容性。我們研究發現該環狀二酯的不對稱結構對聚乳酸降解有促進作用，能有效提高聚乳酸降解性。但若聚乳酸中環狀二酯的總含量過高，會導致后續加工及使用過程中嚴重的析出問題，造成產品色相差；若環狀二酯的總含量過低，又無法起到相容劑的作用，影響聚乳酸和其他材料共混使用。控制環狀二酯物質的總含量可在改善聚乳酸遷移問題的同時改善其相容性和降解性，制備得到的聚乳酸色相好、相容性及降解性好。
本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聚乳酸組合物，其特征在于，包括聚乳酸和環狀二酯，所述環狀二酯總質量含量為0.03-0.7wt％，優選為0.04-0.1wt％；
2.根據權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述聚乳酸組合物中，聚乳酸的質量含量為98.0％-99.8％。
3.一種權利要求1或2所述的聚乳酸組合物的制備方法，將原料在催化劑和引發劑存在下發生開環聚合反應生成聚乳酸，其中所述原料包括2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸和丙交酯，其中，2-羥基丁酸和2-羥基戊酸的總質量含量為100-4000ppm，優選100-2000ppm，更優選100-480ppm；
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述原料丙交酯通過吸附法預處理；優選地，所述吸附法的吸附劑選自活性炭、分子篩、樹脂中的一種或多種，優選為活性炭，更優選為酸改性的活性炭。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述酸為硝酸、磷酸、鹽酸、硫酸中的一種或多種；
6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，原料丙交酯的預處理過程為：將丙交酯與活性炭混合均勻，之后加入無水乙醇，室溫下攪拌，過濾除去活性炭，將濾液干燥備用。
7.根據權利要求3-6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機金屬化合物；優選地，所述有機金屬化合物選自有機錫化合物、有機鋁化合物和有機鋅化合物中的一種或多種；更優選地，所述有機金屬化合物為有機錫化合物；
8.根據權利要求3-7任一項所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑為分子量小于200的醇，選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、異辛醇、1,4-丁二醇、1,2-乙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、異山梨醇、1,4-環己烷二甲醇中的一種或多種，優選為1,4-丁二醇；
9.根據權利要求3-8任一項所述的制備方法，其特征在于，反應溫度為180-200℃，反應時間1-3小時；
10.根據權利要求1或2所述的聚乳酸組合物或權利要求3-9任一項所述的制備方法制備的聚乳酸組合物的應用，其用于制備食品級材料。
...
【技術特征摘要】
1.一種聚乳酸組合物，其特征在于，包括聚乳酸和環狀二酯，所述環狀二酯總質量含量為0.03-0.7wt％，優選為0.04-0.1wt％；
2.根據權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述聚乳酸組合物中，聚乳酸的質量含量為98.0％-99.8％。
3.一種權利要求1或2所述的聚乳酸組合物的制備方法，將原料在催化劑和引發劑存在下發生開環聚合反應生成聚乳酸，其中所述原料包括2-羥基丁酸和/或2-羥基戊酸和丙交酯，其中，2-羥基丁酸和2-羥基戊酸的總質量含量為100-4000ppm，優選100-2000ppm，更優選100-480ppm；
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述原料丙交酯通過吸附法預處理；優選地，所述吸附法的吸附劑選自活性炭、分子篩、樹脂中的一種或多種，優選為活性炭，更優選為酸改性的活性炭。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述酸為硝酸、磷酸、鹽酸、硫酸中的一種或多種；
6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，原料...
【專利技術屬性】
技術研發人員：方文娟，遲森森，胡江林，王雨龍，蔣旭敏，王磊，孫燁，李晶，
申請(專利權)人：萬華化學集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。