本发明为一种阻隔性聚乳酸及其制备方法，具体地说，是一种具有阻隔性的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
背景技术：
聚乳酸是目前研宄最广泛、最具开发潜力的可生物降解材料，它具有良好的生物降解性和环境友好性，聚乳酸(pla)是一种绿色材料，原料来源于可再生的农作物，最突出的优点是生物可降解性，使用后能完全降解生成二氧化碳和水，不污染环境。聚乳酸还具有很好的力学性质、热塑性、成纤性、透明度高，适用于吹塑、挤出、注塑等多种加工方法，加工方便，被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料。但是，纯聚乳酸的力学性质以及其他的性质，如热稳定性、阻隔性、抗溶剂性、阻燃性等通常不能满足需要，这就促使人们对聚乳酸材料的改性展开深入的研究。传统的改性方法为，将聚乳酸与其他高聚物共混或者是加入无机物填料，只能提高聚乳酸的某些性能，很难提高聚乳酸的综合性能。专利cn03149911.2揭示了一种生物可降解树脂复合材料的制备方法，基体材料选用聚乳酸，纳米蒙脱土和云母、滑石等作为填料(5～50wt.％)，得到的复合材料弯曲模量和阻燃性有不同程度提高，但该专利中并没有详述该复合材料的其他性能。
有鉴于上述现有的阻隔型聚乳酸制备存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研宄创新，以期创设一种新型高阻隔性聚乳酸纳米复合材料的制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种阻隔性聚乳酸及制备方法，所述的阻隔性聚乳酸无毒、力学性能优良，特别是对小分子气体的阻隔性好，透过率低。
具体的，本发明提供一种纳米纳米蒙脱土改性的聚乳酸。
具体的，所述的纳米蒙脱土改性的聚乳酸制备方法如下：
（1）将纳米蒙脱土使用氨基硅烷偶联剂改性，得到改性后的纳米蒙脱土；
（2）将改性后的纳米蒙脱土置于有机溶剂中，超声分散1-60分钟，得到纳米蒙脱土悬浮液；
（3）将偏苯三酸酐溶于丙酮，得到偏苯三酸酐丙酮溶液；然后将其加入到纳米蒙脱土悬浮液中，搅拌，一定温度下反应5-30分钟，得到偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，备用；
（4）使用氮气置换反应釜内气体，将一定量的对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇加入反应釜中，升温、搅拌，于180-230℃下进行酯化反应，待酯化程度90%以上时，加入催化剂，升高温度至250-300℃，同时抽真空，缩聚1-2小时，得到纳米蒙脱土原位改性的聚乳酸。
（5）将得到的聚乳酸投入挤出机中，挤出造粒，得到改性的聚乳酸粒料。
优选的，所述的氨基硅烷偶联剂不作限制，只要是现有技术中含有氨基的硅烷偶联剂即可，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，所述的纳米蒙脱土为经过有机改性的纳米蒙脱土。
优选的，对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇的摩尔比为1:1.1-1.8。
优选的，所述的催化剂为sb2o3、sb(ac)3的一种或两种。
优选的，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇一起加入反应釜中；或者，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液在酯化反应结束后加入反应釜中；或者，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液和催化剂一起加入反应釜中。
优选的，所述的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
本发明的有益效果：
本发明使用纳米蒙脱土原位改性聚乳酸，蒙脱土接枝到聚乳酸的侧链上，不仅大大改善了聚乳酸产品的阻隔性能，并且纳米蒙脱土在聚乳酸中分散均匀，有效改善了聚乳酸产品的力学性能，而且耐热性能也得到进一步的提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
本发明提供一种纳米蒙脱土改性的聚乳酸。
具体的，所述的纳米蒙脱土改性的聚乳酸制备方法如下：
（1）将纳米蒙脱土使用氨基硅烷偶联剂改性，得到改性后的纳米蒙脱土；
（2）将改性后的纳米蒙脱土置于有机溶剂中，超声分散1-60分钟，得到纳米蒙脱土悬浮液；
（3）将偏苯三酸酐溶于丙酮，得到偏苯三酸酐丙酮溶液；然后将其加入到纳米蒙脱土悬浮液中，搅拌，一定温度下反应5-30分钟，得到偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，备用；
（4）使用氮气置换反应釜内气体，将一定量的对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇加入反应釜中，升温、搅拌，于180-230℃下进行酯化反应，待酯化程度90%以上时，加入催化剂，升高温度至250-300℃，同时抽真空，缩聚1-2小时，得到纳米蒙脱土原位改性的聚乳酸。
（5）将得到的聚乳酸投入挤出机中，挤出造粒，得到改性的聚乳酸粒料。
优选的，所述的氨基硅烷偶联剂不作限制，只要是现有技术中含有氨基的硅烷偶联剂即可，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，所述的纳米蒙脱土为经过有机改性的纳米蒙脱土。
优选的，偏苯三酸酐是过量的。
优选的，对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇的摩尔比为1:1.1-1.8。
优选的，所述的催化剂为sb2o3、sb(ac)3的一种或两种。
优选的，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇一起加入反应釜中；或者，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液在酯化反应结束后加入反应釜中；或者，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液和催化剂一起加入反应釜中。优选的，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇一起加入反应釜中；或者，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液在酯化反应结束后加入反应釜中；或者，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液和催化剂一起加入反应釜中。
优选的，以聚乳酸产物的重量为基准，纳米蒙脱土的含量为0.1重量%-10重量%，优选为0.5重量%-5重量%，更优选为1重量%-3重量%。
优选的，所述的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
实施例1：
（1）将纳米蒙脱土使用氨基硅烷偶联剂改性，得到改性后的纳米蒙脱土；
（2）将改性后的纳米蒙脱土置于有机溶剂中，超声分散1-60分钟，得到纳米蒙脱土悬浮液；
（3）将过量的偏苯三酸酐溶于丙酮，得到偏苯三酸酐丙酮溶液；然后将其加入到纳米蒙脱土悬浮液中，搅拌，一定温度下反应5-30分钟，得到偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，备用；
（4）使用氮气置换反应釜内气体，将415.0g对苯二甲酸、乙二醇加入反应釜中，升温、搅拌，于200℃下进行酯化反应，待酯化程度90%以上时，加入催化剂和偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，升高温度至280℃，同时抽真空，缩聚1.5小时，得到纳米蒙脱土原位改性的聚乳酸。
（5）将得到的聚乳酸投入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到改性的聚乳酸粒料。
其中，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液中纳米蒙脱土的含量为5.99g。
实施例2：
（1）将纳米蒙脱土使用氨基硅烷偶联剂改性，得到改性后的纳米蒙脱土；
（2）将改性后的纳米蒙脱土置于有机溶剂中，超声分散1-60分钟，得到纳米蒙脱土悬浮液；
（3）将偏苯三酸酐溶于丙酮，得到偏苯三酸酐丙酮溶液；然后将其加入到纳米蒙脱土悬浮液中，搅拌，一定温度下反应5-30分钟，得到偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，备用；
（4）使用氮气置换反应釜内气体，将415.0g对苯二甲酸、184.1g乙二醇加入反应釜中，升温、搅拌，于200℃下进行酯化反应，待酯化程度90%以上时，加入催化剂和偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，升高温度至280℃，同时抽真空，缩聚1.5小时，得到纳米蒙脱土原位改性的聚乳酸。
（5）将得到的聚乳酸投入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到改性的聚乳酸粒料。
其中，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液中纳米蒙脱土的含量为11.98g。
实施例3：
（1）将纳米蒙脱土使用氨基硅烷偶联剂改性，得到改性后的纳米蒙脱土；
（2）将改性后的纳米蒙脱土置于有机溶剂中，超声分散1-60分钟，得到纳米蒙脱土悬浮液；
（3）将偏苯三酸酐溶于丙酮，得到偏苯三酸酐丙酮溶液；然后将其加入到纳米蒙脱土悬浮液中，搅拌，一定温度下反应5-30分钟，得到偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，备用；
（4）使用氮气置换反应釜内气体，将415.0g对苯二甲酸、184.1g乙二醇加入反应釜中，升温、搅拌，于200℃下进行酯化反应，待酯化程度90%以上时，加入催化剂和偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液，升高温度至280℃，同时抽真空，缩聚1.5小时，得到纳米蒙脱土原位改性的聚乳酸。
（5）将得到的聚乳酸投入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到改性的聚乳酸粒料。
其中，偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液中纳米蒙脱土的含量为17.97g。
对比例1：
和实施例1相同，不同的地方在于聚乳酸的反应过程不加入偏苯三酸酐改性的纳米蒙脱土溶液。
得到的聚乳酸性质如下：
最后应说明的是：以上实施例仅用于理解本发明的技术方案，而非对其限制;尽管前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。