CN115960344A - 一种扩链嵌段粒子及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种扩链嵌段粒子及其制备和应用。本发明首先用较高酸值的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)烘干，然后将PBS，含环氧基团的扩链剂，抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒，得到具有嵌段结构的扩链粒子。该扩链粒子对于PBAT的扩链效果明显好于扩链剂，解决了扩链剂成型难，在基料中不易分散的问题。
Description
技术领域
本发明属于材料助剂技术领域，具体涉及一种扩链嵌段粒子及其制备和应用。
背景技术
扩链剂是新型的高分子材料加工助剂。扩链剂与熔融状态下的高分子材料分子链端基发生原位反应，调控高分子材料的熔体黏度和熔体强度，改善和恢复树脂的机械性能、热性能，满足熔融纺丝、流延、吹塑成型、涂覆、发泡等成型工艺对材料黏度，特别是熔体强度的需求，因而广泛应用于聚酯类(PET、PBT、PC、PBAT、PLA、PBS、PHA)和聚酰胺类(PA6、PA66)树脂的聚合、加工与回收再利用。
但是扩链剂由于其较低的玻璃化转变温度(约60℃)，且分子量较低，较难成型造粒。一般都为粉状物。混料过程中容易板结，分散不均匀，造成原料配比发生变化，扩链后的产品不均匀，尤其对于吹膜料，易产生晶点。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种扩链嵌段粒子，其化学结构式如下式(1)所示。
式中R1，R2，R3各自独立为苯环取代基、脂肪链酯基或脂环取代基。
本发明的第二个目的是提供上述扩链嵌段粒子的制备方法，采用如下技术方案：
将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在75-85℃下烘干5～8h，然后将烘干后的PBS、含环氧基团的扩链剂和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒；
作为优选，所述聚丁二酸丁二醇酯的酸值范围为50-1000mol/t。
作为优选，所述含环氧基团的扩链剂MSA-7200和PBS的摩尔比为1:1。
作为优选，所述抗氧剂的质量为聚丁二酸丁二醇酯PBS总量的0.001-0.01％。
本发明的第三个目的是提供上述的扩链嵌段粒子在制备和加工生物可降解材料中的应用。
作为优选，所述生物可降解材料为PBAT。
本发明的第三个目的是提供一种生物可降解材料的扩链方法，具体是将生物可降解材料烘干，然后将生物可降解材料、扩链嵌段粒子和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒。
作为优选，所述生物可降解材料与扩链嵌段粒子的摩尔比为100:0.5-1。
与现有技术相比，本发明的主要优点包括：
(1)但相比于现有扩链剂，本发明提供的扩链嵌段粒子的扩链效果优于现有扩链剂，但混料过程中不易板结，容易均匀，提高了与生物可降解材料的相容性，增强了在基体树脂PBAT中的扩散速度和均匀度。可得到熔体强度分布均匀的生物可降解材料。解决了混料过程中易板结，不均匀的问题。
(2)由于生物可降解材料均匀性得到提高，提高了加工过程的稳定性和产品品质。
降低了生产成本。
附图说明
图1(a)-(b)为扩链嵌段粒子的两段红外谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
实施例1：制备扩链嵌段粒子
按如下配比称取原料制备扩链嵌段粒子：
PBS(酸值为75mol/t，测试方法参考GB/T 14190-2008)，100重量份数
环氧扩链剂MSA-7200(来自东营市鑫玉翔新材料科技有限公司，并可购买)，68重量份数
抗氧剂1010，0.3重量份数
制备过程：先将PBS在80℃烘箱中烘干8h至恒重，然后将PBS、MSA-7200和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒，箱体温度一区温度140-160℃，二区和三区温度180-200℃；熔体流量为40-60r/min。
实施例2：制备扩链嵌段粒子
按如下配比称取原料制备扩链嵌段粒子：
PBS(酸值为310mol/t)，100重量份数
环氧扩链剂MSA-7200(来自东营市鑫玉翔新材料科技有限公司，并可购买)，282重量份数
抗氧剂1010，0.5重量份数
制备过程：先将PBS在80℃烘箱中烘干8h至恒重，然后将PBS、MSA-7200和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒。箱体温度一区温度140-160℃，二区和三区温度180-200℃；熔体流量为40-60r/min。
扩链嵌段粒子的红外谱图见图1(a)-(b)，标记部分为环氧基团。
测试例1：实施例1扩链嵌段粒子的扩链效果实验
按如下配比称取原料测试扩链效果：
PBAT(BASF C1200)，100重量份数
实施例1扩链嵌段粒子，1重量份数
抗氧剂1010，0.5重量份数
先将PBAT在80℃烘箱中烘干8h至恒重，然后将PBAT、实施例1扩链嵌段粒子和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒。箱体温度一区温度140-160℃，二区和三区温度180-200℃；熔体流量为40-60r/min。
测试例2：实施例2扩链嵌段粒子的扩链效果实验
按如下配比称取原料测试扩链效果：
PBAT(BASF C1200)，100重量份数
实施例2扩链嵌段粒子，0.5重量份数
抗氧剂1010，0.5重量份数
先将PBAT在80℃烘箱中烘干8h至恒重，然后将PBAT、实施例2扩链嵌段粒子和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒。箱体温度一区温度140-160℃，二区和三区温度180-200℃；熔体流量为40-60r/min。
对比例：采用扩链剂进行扩链效果实验
按如下配比称取原料测试扩链剂的扩链效果：
PBAT(BASF C1200)，100重量份数
扩链剂MSA-7200，0.3重量份数
抗氧剂1010，0.5重量份数
先将PBAT在80℃烘箱中烘干8h至恒重，然后将PBAT、扩链剂MSA7200和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒。箱体温度一区温度140-160℃，二区和三区温度180-200℃；熔体流量为40-60r/min。
对实施例1制备的扩链嵌段粒子、实施例2制备的扩链嵌段粒子和纯MSA-7200进行环氧当量测试，对测试例1所得造粒、测试例2所得造粒、对比例所得造粒和纯PBAT进行熔融指数以及酸值测试，结果如表1所示。
表1扩链实验结果
环氧当量测试方法参考ASTM D1652-11e1，熔融指数的测试条件为190℃/2.16kg，酸值的测试方法参考GB/T 14190-2008。
从表1可见，经过扩链嵌段粒子阶段，保留了扩链剂的环氧基团，扩链嵌段粒子对于PBAT的扩链效果明显好于扩链剂MSA-7200，由此可见，本发明得到的扩链嵌段粒子能够起到扩链剂同等扩链效果，解决了混料过程中易板结，不均匀的问题。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种扩链嵌段粒子，其特征在于其化学结构式如下式(1)所示：
式中R1，R2，R3各自独立为苯环取代基、脂肪链酯基或脂环取代基。
2.一种扩链嵌段粒子的制备方法，其特征在于所述方法具体是：
将聚丁二酸丁二醇酯在75-85℃下烘干5～8h，然后将烘干后的聚丁二酸丁二醇酯、含环氧基团的扩链剂和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒；
所述含环氧基团的扩链剂的结构式如下式：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于所述聚丁二酸丁二醇酯的酸值范围为50-1000mol/t。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于所述含环氧基团的扩链剂和聚丁二酸丁二醇酯的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于所述抗氧剂的质量为聚丁二酸丁二醇酯总量的0.001-0.01％。
6.根据权利要求1所述扩链嵌段粒子在制备和加工生物可降解材料中的应用。
7.根据权利要求6所述应用，其特征在于所述生物可降解材料为PBAT。
8.一种生物可降解材料的扩链方法，其特征在于具体是将生物可降解材料烘干，然后将生物可降解材料、权利要求1所述扩链嵌段粒子和抗氧剂加入到高速混料机中混配均匀，采用双螺杆挤出机挤出造粒。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于所述生物可降解材料为PBAT。
10.根据权利要求8或9所述方法，其特征在于所述生物可降解材料与扩链嵌段粒子的摩尔比为100:0.5-1。
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