來源：中國(guó)合成樹脂網(wǎng) 2024-04-09 11:04:28
4月5日，中國(guó)石化新獲得一項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)，專利名為“一種改性聚乳酸薄膜材料”，專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N202011590451.7。
當(dāng)前聚乳酸薄膜制備現(xiàn)有工藝主要存在以下幾個(gè)方面的主要問題：（1）聚乳酸脆性大，生產(chǎn)的薄膜材料的韌性差，斷裂伸長(zhǎng)率低。（2）聚乳酸耐熱性差，生產(chǎn)的薄膜材料難以滿足工業(yè)產(chǎn)品的耐熱標(biāo)準(zhǔn)。（3）聚乳酸成本高，必須使用其它填劑來降低生產(chǎn)成本，同時(shí)不影響聚乳酸薄膜的全生物降解性。
作為紙漿造紙和生物燃料工業(yè)的副產(chǎn)品，目前每年生產(chǎn)約5000萬噸木質(zhì)素，工業(yè)生產(chǎn)的木質(zhì)素被認(rèn)為是低價(jià)值的材料，被用作鍋爐燃料以產(chǎn)生熱量和電能，木質(zhì)素的芳香性及參與自由基交聯(lián)反應(yīng)的能力，使其成為聚合物添加劑，可以對(duì)現(xiàn)有的熱塑性塑料進(jìn)行改性，以增強(qiáng)塑料材料的抗紫外性、抗菌性、耐熱性及成核性能。將木質(zhì)素添加到聚乳酸薄膜材料中，不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且薄膜可以全生物降解。木質(zhì)素的添加可以提高聚乳酸薄膜材料的韌性、斷裂伸長(zhǎng)率及耐熱性，加快聚乳酸的結(jié)晶速率。
一方面，聚乳酸與木質(zhì)素的玻璃化溫度和熔點(diǎn)都不同，而且聚乳酸不穩(wěn)定，高溫下容易分解，所以在制備薄膜材料時(shí)需要合適的成型加工溫度。另一方面，木質(zhì)素是一種天然植物成分，分子鏈上有大量氫鍵，分子間氫鍵作用強(qiáng)，不易分散在聚乳酸等疏水性有機(jī)聚合物基體中，在制備薄膜材料時(shí)最大的問題是改良二者的界面相容性，使分子之間達(dá)到較好的融合，獲得優(yōu)良性能的聚乳酸薄膜材料。
針對(duì)以上不足，本發(fā)明提供了一種改性聚乳酸薄膜材料，材料具有良好的韌性和斷裂伸長(zhǎng)率，綠色可降解，生產(chǎn)成本低?？蓱?yīng)用于農(nóng)用地膜、食品包裝和醫(yī)用衛(wèi)生品等領(lǐng)域。
一種改性聚乳酸薄膜材料，通過以下方法制備：
將木質(zhì)素磺化，L?乳酸先在磺化木質(zhì)素羥基原位上進(jìn)行改性，L?丙交酯在L?乳酸改性的磺化木質(zhì)素上進(jìn)行聚乳酸的合成反應(yīng)，乳酸鈉的催化下合成磺化木質(zhì)素接枝聚乳酸（Lg?g?PLLA），解決了強(qiáng)極性木質(zhì)素與疏水性聚乳酸相容性差的問題；
以異山梨醇作為增塑劑，將Lg?g?PLLA與PLLA在雙螺桿擠出機(jī)中反應(yīng)性混煉擠出造粒，最后通過吹膜機(jī)吹膜成型制備聚乳酸薄膜材料。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：
（1）先對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行磺化改性，通過L?乳酸改性磺化木質(zhì)素，再以L?丙交酯在L?乳酸改性的磺化木質(zhì)素上原位上進(jìn)行聚合反應(yīng)合成聚乳酸，在降低木質(zhì)素極性的同時(shí)成功將木質(zhì)素復(fù)合到聚乳酸薄膜材料中，提高了聚乳酸薄膜的韌性和斷裂伸長(zhǎng)率。
（2）木質(zhì)素的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高，耐熱性好，將木質(zhì)素復(fù)合到聚乳酸薄膜中，提高了聚乳酸薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
（3）添加一定比例的木質(zhì)素到聚乳酸薄膜中，降低了聚乳酸薄膜的生產(chǎn)成本，且制備的聚乳酸薄膜材料綠色全生物降解。
測(cè)得部分實(shí)施例木質(zhì)素改性聚乳酸薄膜材料的性能顯示，相對(duì)于純聚乳酸薄膜材料（直角抗撕裂強(qiáng)度為95KN/m，斷裂伸長(zhǎng)率為8%，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為65℃），木質(zhì)素改性的聚乳酸薄膜材料的直角抗撕裂強(qiáng)度提高了58%-77%，斷裂伸長(zhǎng)率提高了525%-610%倍，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了65℃-70℃。
來源：可降解可循環(huán)中心
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