【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于可降解材料，具體涉及一種支化型聚乳酸及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、聚乳酸是一種廣泛使用的可降解聚合物，由于其來源于可再生資源并且具有良好的生物相容性和生物降解性，使其在包裝、紡織、生物醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。盡管聚乳酸具有諸多優(yōu)勢，但傳統(tǒng)的聚乳酸材料通常表現(xiàn)出較低的熔體強度，限制了其在一些高性能要求領(lǐng)域的應(yīng)用。
2、專利cn102675577a公開了一種長鏈支化聚乳酸樹脂，采用二異氰酸酯作為偶聯(lián)劑，將多臂聚乳酸通過偶聯(lián)鏈段連接而成，但添加二異氰酸酯使材料的加工成本升高，且會使聚乳酸材料的降解性能下降。
3、又如cn113265029a公開了一種長鏈支化聚乳酸，其采用有機過氧化物和同時兼具碳碳雙鍵、環(huán)氧基團、異氰酸酯基團的支化調(diào)控劑，其中一個官能團與聚乳酸分子鏈中間位置反應(yīng)，一個官能團與聚乳酸分子鏈頭部進行反應(yīng)，但添加支化調(diào)控劑和過氧化物后加工的方式使材料的加工成本升高。專利cn106317338a公開了一種制備長鏈支化聚乳酸，將線型聚乳酸與蓖麻油共混，然后在輻射下進行輻射聚合反應(yīng)。此種方法，操作成本高，輻射風(fēng)險較大。
4、因此，開發(fā)一種具有高熔體強度，流動性好，易加工且成本低、制備方法簡單的支化型聚乳酸，是本領(lǐng)域亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種支化型聚乳酸及其制備方法和應(yīng)用。所述支化型聚乳酸熔體強度高，成本低，且制備工藝簡單。
2、為達此目的，本
3、第一方面，本專利技術(shù)提供一種支化型聚乳酸，所述支化型聚乳酸的原料包括丙交酯和引發(fā)劑；所述引發(fā)劑包括第一引發(fā)劑，所述第一引發(fā)劑的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基和環(huán)氧基。
4、本專利技術(shù)中，采用含羥基和環(huán)氧基的化合物作為引發(fā)劑，能夠得到高支化聚乳酸，有利于提高聚乳酸的熔體強度，且能夠保證聚乳酸具有良好的流動性，加工性能好，材料成本低。
5、優(yōu)選地，以丙交酯的質(zhì)量為100份計，所述引發(fā)劑的添加質(zhì)量為0.01～1.3份，例如可以為0.01份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份、1份、1.1份、1.3份或上數(shù)任意數(shù)值之間的范圍；優(yōu)選為0.1～1份，更優(yōu)選為0.2～0.8份。
6、本專利技術(shù)中，所述引發(fā)劑含量太多，聚乳酸的流動性差，不利于加工；引發(fā)劑含量太少，聚乳酸的熔體強度低。
7、優(yōu)選地，所述第一引發(fā)劑包括4-(環(huán)氧乙烷-2-甲氧基)-1-丁醇和/或縮水甘油。
8、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑還包括第二引發(fā)劑，所述第二引發(fā)劑的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基。
9、優(yōu)選地，所述第二引發(fā)劑的羥基個數(shù)≥1，例如可以為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、16、18、20等；更優(yōu)選羥基個數(shù)＞2。
10、優(yōu)選地，所述第二引發(fā)劑包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、1,2,4-丁三醇、季戊四醇、甘露醇、赤蘚醇、雙季戊四醇、阿拉伯醇、山梨醇、異山梨醇、果糖醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚乙烯醇、纖維素、醋酸纖維素、丁酸纖維素或醋酸丁酸纖維素中的至少一種。
11、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑包括第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑，所述第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑的質(zhì)量比為(0.01～10):1，其中，(0.01～10)中的具體取值例如可以為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或上數(shù)任意數(shù)值之間的范圍；優(yōu)選為(1～8):1。
12、本專利技術(shù)中，采用第二引發(fā)劑與第一引發(fā)劑以特定含量復(fù)配，能夠使得聚乳酸兼具高熔體強度和良好的流動性。
13、優(yōu)選地，所述丙交酯包括左旋丙交酯、右旋丙交酯或內(nèi)消旋丙交酯中的至少一種。
14、優(yōu)選地，按照gb/t?3682-2018測試標(biāo)準(zhǔn)，在190℃，2.16kg下，所述支化型聚乳酸的熔融指數(shù)≥0.1g/10min，例如可以為0.1g/10min、0.2g/10min、0.4g/10min、0.6g/10min、0.8g/10min、1g/10min、1.2g/10min、1.4g/10min、1.6g/10min、1.8g/10min、2g/10min、2.1g/10min、2.2g/10min、2.4g/10min、2.6g/10min、2.8g/10min、3g/10min或上述任意數(shù)值之間的范圍；更優(yōu)選熔融指數(shù)≥1g/10min。
15、優(yōu)選地，所述支化型聚乳酸的最大牽引速度≥350mm/s。
16、優(yōu)選地，所述支化型聚乳酸的斷裂拉伸力≥40mn。
17、第二方面，本專利技術(shù)提供一種根據(jù)第一方面所述的支化型聚乳酸的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
18、將丙交酯與引發(fā)劑混合，反應(yīng)，得到所述支化型聚乳酸。
19、本專利技術(shù)中，引發(fā)劑包括含羥基和環(huán)氧基的化合物，引發(fā)丙交酯開環(huán)聚合，能夠簡化支化型聚乳酸的制備工藝，一步法就能得到高支化的聚乳酸，避免使用擴鏈劑進行二次加工，降低了生產(chǎn)成本。
20、優(yōu)選地，所述反應(yīng)在催化劑存在下進行。
21、本專利技術(shù)中，所述催化劑包括三氯化鐵、三氯化鉻、乙酸鉻、醇鈉、醇鉀、辛酸亞錫、氯化亞錫、氯化氫或溴化氫中的至少一種。
22、優(yōu)選地，所述催化劑與丙交酯的摩爾比為1:(100～1000000)；其中，(100～1000000)中的具體取值例如可以為100、200、400、600、800、1000、5000、10000、50000、100000、500000、1000000或上述任意數(shù)值之間的范圍。
23、優(yōu)選地，所述反應(yīng)在惰性氣氛存在下進行。
24、本專利技術(shù)中，所述惰性氣氛包括但不限于氮氣。
25、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為160～200℃，例如可以為160℃、170℃、180℃、190℃、200℃或上述任意數(shù)值之間的范圍；反應(yīng)的時間為4～18h，例如可以為4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h或上述任意數(shù)值之間的范圍。
26、本專利技術(shù)中，所述反應(yīng)后還包括后處理的步驟；所述后處理包括在壓力為0～260pa(例如可以為0pa、10pa、20pa、40pa、60pa、80pa、100pa、120pa、150pa、180pa、200pa、220pa、250pa、260pa或上述任意數(shù)值之間的范圍)、溫度為200～220℃(例如可以為201℃、202℃、205℃、208℃、210℃、212℃、214℃、216℃、218℃、22本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種支化型聚乳酸，其特征在于，所述支化型聚乳酸的原料包括丙交酯和引發(fā)劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化型聚乳酸，其特征在于，以丙交酯的質(zhì)量為100份計，所述引發(fā)劑的添加質(zhì)量為0.01～1.3份，優(yōu)選為0.1～1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的支化型聚乳酸，其特征在于，所述第一引發(fā)劑包括4-(環(huán)氧乙烷-2-甲氧基)-1-丁醇和/或縮水甘油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述的支化型聚乳酸，其特征在于，所述引發(fā)劑還包括第二引發(fā)劑，所述第二引發(fā)劑的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支化型聚乳酸，其特征在于，所述引發(fā)劑包括第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑，所述第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑的質(zhì)量比為(0.01～10):1，優(yōu)選為(1～8):1；
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述的支化型聚乳酸，其特征在于，按照GB/T3682-2018測試標(biāo)準(zhǔn)，在190℃，2.16kg條件下，所述支化型聚乳酸的熔融指數(shù)≥0.1g/10min，優(yōu)選熔融指數(shù)≥1g/10min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的支化型聚乳酸，其特征在于，
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項所述的支化型聚乳酸的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)在催化劑存在下進行；
10.一種3D打印制品，其特征在于，所述3D打印制品的材料包括根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項所述的支化型聚乳酸。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種支化型聚乳酸，其特征在于，所述支化型聚乳酸的原料包括丙交酯和引發(fā)劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化型聚乳酸，其特征在于，以丙交酯的質(zhì)量為100份計，所述引發(fā)劑的添加質(zhì)量為0.01～1.3份，優(yōu)選為0.1～1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的支化型聚乳酸，其特征在于，所述第一引發(fā)劑包括4-(環(huán)氧乙烷-2-甲氧基)-1-丁醇和/或縮水甘油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述的支化型聚乳酸，其特征在于，所述引發(fā)劑還包括第二引發(fā)劑，所述第二引發(fā)劑的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支化型聚乳酸，其特征在于，所述引發(fā)劑包括第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑，所述第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑的質(zhì)量比為(0.01～10):1，優(yōu)選為(1～...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樊佑坤，陳平緒，葉南飚，曾祥斌，付學(xué)俊，郭墨林，熊凱，王國林，
申請(專利權(quán))人：金發(fā)科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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