聚乙醇酸增韧改性材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种聚乙醇酸增韧改性材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，一次性塑料产品产生的“白色污染”给生态环境带来了沉重的负担。“限塑令”实施以来，可再生、可降解以及生物相容性好的生物可降解聚酯材料备受关注。

2、其中pga(聚乙醇酸)是一种具有良好的生物可降解性和生物相容性、气体阻隔性和优异的机械强度的生物可降解材料。但pga同样具有脆性大、熔体强度低、易分解等缺点，这些缺点严重限制了其在纺丝纤维和薄壁注塑产品等领域的应用。

3、cn107987494a公开了一种可生物降解聚对苯二甲酸乙二醇酯共混物，包括下列重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯50-70份，聚乙醇酸10-40份，相容剂5-10份，抗氧剂0.1-0.5份，抗水解剂1-2份。该共混物虽然具有良好的生物可降解性，但以苯二甲酸乙二醇酯为主要树脂，pga为改性树脂少量添加，并未提及共混物的相关力学性能。

4、cn111154245a公开了一种全生物降解牙线棒手柄及其制备方法，物料包括60-90份的聚乙醇酸；5-30份的增韧剂(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚羟基烷酸酯、聚碳酸亚丙酯、丙烯酸酯类可降解聚合物和马来酸酐接枝类可降解聚合物中的一种或多种)；0.1-5份成核剂；0.1-2份的润滑剂；0.1-1份的相容剂(硅烷偶联剂，铝酸酯类，钛酸酯类)和0.1-3份的抗菌剂。该全生物降解牙线棒手柄具有良好的生物可降解性，但是牙线棒对力学性能要求并不高，硅烷偶联剂，铝酸酯类，钛酸酯类相容剂对材料力学的改善效果不佳。

5、因此，亟待提供一种能够兼具高刚性和高韧性的可生物降解pga材料。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决pga材料存在的脆性大、熔体强度低、降解速度过快的问题，提供一种聚乙醇酸增韧改性材料及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种聚乙醇酸增韧改性材料，所述增韧改性材料由包括以下组分的原料制备而成：65-85重量份的聚乙醇酸，15-30重量份的聚丁二醇丁二酸酯，1-4重量份的改性剂，0.5-5重量份的相容剂，0.3-3重量份的抗氧剂；其中，所述聚乙醇酸增韧改性材料中，聚丁二醇丁二酸酯的平均粒径为100-900nm。

3、本发明的第二方面提供了一种聚乙醇酸增韧改性材料的制备方法，所述方法包括：将65-85重量份的聚乙醇酸，15-30重量份的聚丁二醇丁二酸酯，1-4重量份的改性剂，0.5-5重量份的相容剂，0.3-3重量份的抗氧剂进行熔融共混和挤出造粒，得到所述聚乙醇酸增韧改性材料。

4、本发明的第三方面提供了一种本发明第一方面所述聚乙醇酸增韧改性材料和/或本发明第二方面所述方法制备得到的聚乙醇酸增韧改性材料在纺丝纤维和/或薄壁注塑产品中的应用。

5、通过上述技术方案，本发明所取得的有益技术效果如下：

6、1)本发明提供的一种聚乙醇酸增韧改性材料，以聚乙醇酸为基础树脂，利用聚丁二醇丁二酸酯、改性剂、相容剂和抗氧剂对聚乙醇酸进行改性，各组分之间协同作用，尤其是特定含量的聚丁二醇丁二酸酯和相容剂之间的协同作用，使得聚丁二醇丁二酸酯在制备得到的聚乙醇酸增韧改性材料以纳米颗粒状态存在，从而得到兼具高刚性和高韧性的聚乙醇酸增韧改性材料；

7、2)本发明提供的一种聚乙醇酸增韧改性材料，通过添加改性剂可以降低聚乙醇酸的降解速度，能够有效解决聚乙醇酸材料降解速度过快的问题，提高聚乙醇酸增韧改性材料的稳定性；

8、3)本发明提供的一种聚乙醇酸增韧改性材料，制备方法简单，材料的力学综合性能优异，兼具高刚性和高韧性，且稳定性好，可完全生物降解，能够满足纺丝纤维和薄壁注塑产品对材料力学性能的要求；

9、4)本发明提供的一种聚乙醇酸增韧改性材料，还可应用于一次性注塑制品和包装产品领域，可有效解决一次性产品的污染问题。

技术特征：

1.一种聚乙醇酸增韧改性材料，其特征在于，所述增韧改性材料由包括以下组分的原料制备而成：65-85重量份的聚乙醇酸，15-30重量份的聚丁二醇丁二酸酯，1-4重量份的改性剂，0.5-5重量份的相容剂，0.3-3重量份的抗氧剂；其中，所述聚乙醇酸增韧改性材料中，聚丁二醇丁二酸酯的平均粒径为100-900nm。

2.根据权利要求1所述的增韧改性材料，其中，所述增韧改性材料由包括以下组分的原料制备而成：78-82重量份的聚乙醇酸，18-22重量份的聚丁二醇丁二酸酯，2.5-3.5重量份的改性剂，1-1.5重量份的相容剂，1-1.5重量份的抗氧剂。

3.根据权利要求1或2所述的增韧改性材料，其中，所述聚乙醇酸的重均分子量≥50000，优选为100000-200000；240℃和2.16kg载荷下的熔融指数为2-100g/min，优选10-50g/10min。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的增韧改性材料，其中，所述聚丁二醇丁二酸酯的重均分子量≥50000，优选为100000-150000；190℃和2.16kg载荷下的熔融指数为2-30g/min，优选2-10g/10min。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的增韧改性材料，其中，所述改性剂为复合型碳化二亚胺或者单体型碳化二亚胺；进一步优选为n,n’-二环已基碳二亚胺和/或n,n’-二异丙基碳二亚胺。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的增韧改性材料，其中，所述相容剂选自环氧类化合物和/或异氰酸酯类化合物；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的增韧改性材料，其中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，进一步优选选自抗氧剂168、抗氧剂626，抗氧剂9228中的一种或多种。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的增韧改性材料，其中，所述聚乙醇酸增韧改性材料中，聚丁二醇丁二酸酯的平均粒径为350-450nm；

9.一种聚乙醇酸增韧改性材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将65-85重量份的聚乙醇酸，15-30重量份的聚丁二醇丁二酸酯，1-4重量份的改性剂，0.5-5重量份的相容剂，0.3-3重量份的抗氧剂进行熔融共混和挤出造粒，得到所述聚乙醇酸增韧改性材料；

10.权利要求1-8中任意一项所述聚乙醇酸增韧改性材料和/或利用权利要求9中所述方法制备得到的聚乙醇酸增韧改性材料在纺丝纤维和/或薄壁注塑产品中的应用。

技术总结
本发明涉及聚乙醇酸改性技术领域，公开了一种聚乙醇酸增韧改性材料及其制备方法和应用。聚乙醇酸增韧改性材料由包括以下组分的原料制备而成：65‑85重量份的聚乙醇酸，15‑30重量份的聚丁二醇丁二酸酯，1‑4重量份的改性剂，0.5‑5重量份的相容剂，0.3‑3重量份的抗氧剂；其中，所述聚乙醇酸增韧改性材料中，聚丁二醇丁二酸酯的平均粒径为100‑900nm。本发明中的聚乙醇酸增韧改性材料兼具高刚性和高韧性，在纺丝纤维和薄壁注塑产品等领域具有良好的应用前景。

技术研发人员：孙苗苗,孙小杰,王荣,陈兰兰,江猛
受保护的技术使用者：国家能源投资集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15