CN101654562B - 树脂共混物及其成型品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂共混物，该共混由结晶性聚合物与山梨醇类化合物组成，其中结晶性聚合物与山梨醇类化合物的质量比为100：0.1～10。本发明的产品不仅具有生物可降解性，还可以提高结晶性聚合物组分的结晶性。

Description

树脂共混物及其成型品

技术领域

本发明属于有机高分子材料领域，具体涉及一种结晶性聚合物树脂共混物以及其成型品。

背景技术

近年来，作为食品、饮料用容器、托盘等以及商品外包装盒材料的聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙等的消耗量逐年增加。与此相伴随的是，使用后废弃物的量也在不断的增加。废弃塑料类材料因其难以收集回收而被视为“白色污染”，原因是塑料回归自然最终融入微生物循环的过程(即生物降解)十分漫长，需要数百年甚至上千年，大量废弃的塑料制品因为其不可降解性而带来了“白色污染”的困扰。在造成环境污染的诸多因素中，塑料废弃物造成的公害已引起了社会的广泛关注，发展生物降解塑料已成为当务之急。

生物降解塑料包括天然树脂和合成树脂，天然的可降解塑料是由可再生资源(例如淀粉)以及由可再生物降解塑料包括天然树脂和合成树脂，天然的可降解塑料是由可再生资源(例如淀粉)以及由可再生资源天然或者人工合成制得的一种可降解高分子材料，不可再生合成可降解塑料是以石油化工产品为基础制得的。运用生物化工技术，国内外生产生物降解塑料的技术已经趋向成熟，推出了多种完全生物降解的塑料产品，

因此，可生物降解材料在农林水产、土木工程、包装、容器、日用品、卫生保健为中心的领域中，将会有越来越广泛的应用。例如，当聚丁二酸丁二醇脂应用于食品、饮料用容器、托盘等以及商品外包装盒时至少需要具有一定的热耐性，以防止集装箱运输或是加热所带来的变形以及不透明等。但是以聚乳酸为代表的生物可降解聚酯的耐热温度比较低，以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为例，耐热温度不高，当聚丁二酸丁二醇酯制成成型品后，一旦超过一定温度使用，就会软化变形，从而影响了实际应用。

通过向生物可降解聚酯中添加无机填料的办法，可以在一定程度上提高聚丁二酸丁二醇酯的耐热性。但是只添加无机填料，并不能保证充分的热耐性。因此，又有人提出在成型中/成型后通过热处理的办法提高聚乳酸的耐热性。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)虽然具有结晶构造，但是结晶缓慢。如果使用与普通树脂相同的工艺成型的话，成型品还保持着非晶状态，机械性能以及耐热性都不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服生物可降解聚酯耐热性差、透明度不佳的缺点，提供一种与基体树脂相比更容易结晶的、并且具有一定透明性的生物可降解树脂共混物。

本发明的另一目的是提供一种上述树脂共混物的成型品。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种树脂共混物，该共混由结晶性聚合物与山梨醇类化合物组成，其中结晶性聚合物与山梨醇类化合物的质量比为100：0.1～10。

本发明中的结晶性聚合物可以是公知的、具有结晶构造的聚合物：如聚丙烯等聚烯烃类、聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯类，尼龙等聚酰胺类聚合物。对于结晶性聚酯、主要是指具有至少一个以上酯基的结晶性聚合物，可以是直链状，也可以是枝状。结晶性聚酯优选不使用石油资源、而使用可以自然降解、可以通过玉米等天然资源制造的、减少二氧化碳排放以防止地球变暖的、具有一定耐热性、成型性的脂肪族生物可降解聚酯。脂肪族生物可降解聚酯可以是聚α-羟基酸、聚β-羟基脂肪酸、聚ω-羟基脂肪酸、聚二羧酸亚烷基二酯等，优选聚乳酸等聚α-羟基酸。各种生物可降解聚酯，可以通过公知的方法制备。具体来说，可以由羟基酸缩聚、二元酸和二元碱缩聚、或是环状单体开环聚合等方法制备得到。优选由脂肪族二元酸与脂肪族二元醇聚合得到的线性聚酯。进一步优选为聚丁二酸丁二醇酯的均聚物、共聚物或者是它们之间的混合物。

但是本发明中的聚合物，并不局限在上面所提到的结晶性聚合物，还可以含有纤维素、蛋白质、多肽、氨基酸及其衍生物等结晶性或不结晶的其他生物可降解组分的一种或几种。

其中山梨醇类化合物优选为含有苄叉基团的山梨醇类化合物，最优选1，3-苄叉山梨醇、1，4-苄叉山梨醇、1，3-烷基苄叉山梨醇、1，4-烷基苄叉山梨醇、1，3，2，4-二苄叉山梨醇、1，2，3，4-二(烷基苄叉)山梨醇(如1，3，2，4-二(4-甲基苄叉)山梨醇、1，3，2，4-二(4-乙基苄叉)山梨醇或1，3，2，4-二(3、4-二甲基苄叉)山梨醇)中的一种或几种。

本发明中所述的共混方法可以是溶液共混、熔融共混、机械共混等或它们的组合。可以通过高速混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机等机械而实现。

本发明所述的成型品可以是将所述结晶性树脂共混物经熔融、成型后得到的具有规则形状或不规则形状的、厚度为0.1～5mm的PBS膜/片材。

本发明的产品不仅具有生物可降解性，还可以提高结晶性聚合物组分的结晶性。

具体实施方式

热特性

使用TA公司的DSC Q100测定熔融结晶温度(T_mc)。把压制好的薄膜用刀片切下大约10mg，放入铝盘后制备样品。氮气流量为50ml/min，在室温下达到平衡，升温速率为10℃/min，升温到150℃，恒温3分钟消除热历史，冷却速率为10℃/min，降温到室温，读出吸热峰作为熔融结晶温度(T_mc)。

实施例1

将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)2g，1，3，2，4-二(4-甲基苄叉)山梨醇(ゲルオ—ルM D，新日本理化)6mg放入盛有50ml氯仿的烧杯中，搅拌三小时后，将溶液倒在铝盒中，通风干燥一夜后，在80℃真空烘箱中干燥10小时，使用手动式热压机压制成膜。热压机的温度为200℃，熔融时间为3min，保压时间为30秒。压制好的熔体用冰水混合物淬冷后，制得厚度约为0.5mm的膜。薄膜充分干燥后，通过DSC测试得到的熔融结晶温度T_mc为85.0℃。

实施例2

将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)2g，1，3，2，4-二(4-甲基苄叉)山梨醇(ゲルオ—ルM D，新日本理化)60mg放入盛有50ml氯仿的烧杯中，搅拌三小时后，将溶液倒在铝盒中，通风干燥一夜后，在80℃真空烘箱中干燥10小时，使用手动式热压机压制成膜。热压机的温度为200℃，熔融时间为3min，保压时间为30秒。压制好的熔体用冰水混合物淬冷后，制得厚度约为0.5mm的膜。薄膜充分干燥后，通过DSC测试得到的熔融结晶温度T_mc为85.9℃。

实施例3

将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)2g，1，3，2，4-二(4-甲基苄叉)山梨醇(ゲルオ—ルM D，新日本理化)200mg放入盛有50ml氯仿的烧杯中，搅拌三小时后，将溶液倒在铝盒中，通风干燥一夜后，在80℃真空烘箱中干燥10小时，使用手动式热压机压制成膜。热压机的温度为200℃，熔融时间为3min，保压时间为30秒。压制好的熔体用冰水混合物淬冷后，制得厚度约为0.5mm的膜。薄膜充分干燥后，通过DSC测试得到的熔融结晶温度T_mc为86.1℃。

实施例4

将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)2g，1，3，2，4-二(4-乙基苄叉)山梨醇(NC4，三井化学)200mg放入盛有50ml氯仿的烧杯中，搅拌三小时后，将溶液倒在铝盒中，通风干燥一夜后，在80℃真空烘箱中干燥10小时，使用手动式热压机压制成膜。热压机的温度为200℃，熔融时间为3min，保压时间为30秒。压制好的熔体用冰水混合物淬冷后，制得厚度约为0.5mm的膜。薄膜充分干燥后，通过DSC测试得到的熔融结晶温度T_mc为84.8℃。

实施例5

将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)2g，1，3，2，4-二(3，4-二甲基苄叉)山梨醇(3988，Miliken化学)200mg放入盛有50ml氯仿的烧杯中，搅拌三小时后，将溶液倒在铝盒中，通风干燥一夜后，在80℃真空烘箱中干燥10小时，使用手动式热压机压制成膜。热压机的温度为200℃，熔融时间为3min，保压时间为30秒。压制好的熔体用冰水混合物淬冷后，制得厚度约为0.5mm的膜。薄膜充分干燥后，通过DSC测试得到的熔融结晶温度T_mc为82.3℃。

比较例1

将聚丁二酸丁二酯2g在80℃真空烘箱中干燥10小时，使用手动式热压机压制成膜。热压机的温度为200℃，熔融时间为3min，保压时间为30秒。压制好的熔体用冰水混合物淬冷后，制得厚度约为0.5mm的膜。薄膜充分干燥后，通过DSC测试得到的熔融结晶温度T_mc为75.1℃。

Claims (3)

1.一种树脂共混物，其特征在于：该共混物由结晶性聚合物与山梨醇类化合物组成，其中结晶性聚合物与山梨醇类化合物的质量比为100∶0.1～10；

其中，结晶性聚合物为聚丁二酸丁二醇酯；山梨醇类化合物为含有苄叉基团的山梨醇类化合物。

2.如权利要求1所述的树脂共混物，其特征在于：所述的山梨醇类化合物选自1，3-苄叉山梨醇、1，4-苄叉山梨醇、1，3-烷基苄叉山梨醇、1，4-烷基苄叉山梨醇、1，3，2，4-二苄叉山梨醇或1，2，3，4-二(烷基苄叉)山梨醇中的一种或几种。

3.一种树脂共混物成型品，其特征在于：该成型品为由权利要求1所述的树脂共混物经熔融、成型后得到的厚度为0.1～5mm的膜状或片状材料。