一种可生物降解聚合物组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解聚合物组合物及其制备方法和应用，包括如下组分:i、5‑95重量份的至少一种玻璃化转变温度低于‑20℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、3‑75重量份的淀粉作为分散相；iii、0.5‑10重量份的表面活性剂；iv、2‑20重量份的增塑剂，其中，所述可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上存在一个特征峰，该特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃。本发明专利技术通过研究意外的发现，当该可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上的特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃时，由该组合物所制得的膜材在0℃和10%湿度条件下具有优异的纵横向撕裂性能。

A biodegradable polymer composition and its preparation methods and Applications

The invention discloses a biodegradable polymer composition and preparation method and application thereof, which comprises the following components: at least one glass I, 5 95 parts by weight of a transition temperature lower than 20 DEG C flexible biodegradable polymer as the continuous phase; starch II, 3 75 weight portions as a dispersion phase; III, 0.5 to 10 parts by weight of surface active agent; IV, 2 20 weight portions of plasticizer, wherein the biodegradable polymer composition by differential scanning calorimetry DSC spectra in the first heating has a characteristic peak curve, the peak corresponding to the temperature characteristics of T more than 60 DEG C, less than 95 DEG C. The present invention found through the study of the accident, when the biodegradable polymer composition by differential scanning calorimetry DSC spectra at temperatures of T first heating corresponding characteristic peak on the curve of more than 60 DEG C is less than 95 DEG C, by the composition of the prepared membrane materials have excellent performance in the aspect is to tear 0 C and 10% humidity conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解聚合物组合物及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料改性
，具体涉及一种可生物降解聚合物组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
可生物降解聚酯是以生物资源为原料的一类高分子材料。相对于以石化资源为原料的石油基高分子，可生物降解聚酯能够在生物或生物化学作用过程中或生物环境中发生降解，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好的降解材料之一。基于淀粉的可生物降解聚合物组合物具有强度高、韧性好的特点，广泛应用于薄膜产品。但基于淀粉的可生物降解聚合物组合物所制成的制品中，由于淀粉构成了分散性，且淀粉作为一种多孔性的亲水性物质，在环境湿度发生变化时，由于淀粉的吸附和释放水，直至它在界面上与环境湿度达成平衡，导致制品的机械性能，特别是冲击性能和撕裂性能变差。为了解决基于淀粉的可生物降解聚合物在相对低湿度的环境下，材料倾向变脆的问题。专利CN1149261C优选丙三醇作为增塑剂，同时将增塑剂的临界数量限定为淀粉和热塑性聚合物重量的2-8%，优选3-7重量%，获得了具有在10℃和小于5%相对湿度下，具有较高冲击强度的产品。该方法有效解决了基于淀粉的可生物降解聚合物组合物在低温低湿条件下的脆性问题，但该方法的不足之处在于，丙三醇作为一种高沸点的增塑剂，在环境湿度发生周期性变化时，由于通风气流的作用或其它亲水性材料如纤维素的接触会发生迁移，导致大多数丙三醇易于从体系中丧失，从而导致制品在存储过程中易发生性能的衰减，影响了制品的使用寿命。专利CN1104467C采用具有特定HLB值的界面活性剂，同时选用粘均分子量与熔体指数之比（R）大于25000的脂族或脂族-芳族共聚酯的组合物作为热塑性聚合物，制备了在相对湿度低的条件下仍能保持高机械性能的可生物降解多相组合物。但界面活性剂的使用量往往会由于可生物降解多相组合物体系组分的变化，出现添加不足或添加过量的偏差，造成制品性能不均一。同时，该专利中选用的热塑性聚合物是具有特定分子量的聚合物，不具备普遍性。差示扫描量热分析（DSC）是最常用的热分析仪器之一，用于表征聚合物熔融结晶过程，反应了分子链结构与结晶之间的关系，分子链结构的变化，直接决定了DSC在升温或降温的过程中熔融或结晶行为。本专利技术通过研究意外的发现，以至少一种玻璃化转变温度低于-20℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相，同时以表面改性预处理后的淀粉作为分散相的可生物降解聚合物组合物，当该可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上的特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃时，由该组合物所制得的膜材在低温低湿条件下具有优异的纵横向撕裂性能。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种可生物降解聚合物组合物，该可生物降解聚合物组合物在低温低湿条件下具有优异的纵横向撕裂性能。本专利技术的另一目的在于提供上述可生物降解聚合物组合物的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可生物降解聚合物组合物，按重量份数计，包括如下组分:i、5-95重量份的至少一种玻璃化转变温度低于-20℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、3-75重量份的淀粉作为分散相；iii、0.5-10重量份的表面活性剂；iv、2-20重量份的增塑剂，其中，所述可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上存在一个特征峰，该特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃，优选温度T大于65℃，小于85℃，更优选温度T大于70℃，小于78℃。其中，所述差示扫描量热仪DSC谱图的测试条件为：可生物降解聚合物组合物样品量5~10mg，氮气条件，氮气吹扫速度20ml/min，升温范围20℃~240℃，升温速率10℃/min，240℃恒温3min，降温至20℃，降温速率10℃/min，再升温至240℃，升温速率10℃/min。差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上的特征峰值对应的温度T表征的是可生物降解聚合物组合物中淀粉相的塑化温度，影响该特征峰值对应的温度T的因素有很多，比如原料组分的结构或比例的不同，聚合物分子量和分子链序列结构的变化，淀粉的表面性能及制备工艺过程等诸多因素，都会影响最终制备得到的可生物降解聚合物组合物的分子结构存在较大区别，从而导致其特征峰值对应的温度T值存在明显差异。本专利技术通过研究发现，当可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上的特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃时，由该组合物所制得的膜材在0℃和10%湿度条件下具有优异的纵横向撕裂性能。当该特征峰值对应的温度T高于95℃或低于60℃时，膜材的撕裂性能较差。优选的，所述的一种可生物降解聚合物组合物，按重量份数计，包括如下组分:i、30-85重量份的至少一种玻璃化转变温度低于-30℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、10-50重量份的淀粉作为分散相；iii、1-8重量份的表面活性剂；iv、5-15重量份的增塑剂。更优选的，所述的一种可生物降解聚合物组合物，按重量份数计，包括如下组分:i、50-78重量份的至少一种玻璃化转变温度低于-40℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、15-38重量份的淀粉作为分散相；iii、2-5重量份的表面活性剂；iv、7-12重量份的增塑剂。所述柔性可生物降解聚合物选自脂肪族共聚酯或脂肪族-芳香族共聚酯中的一种或几种的混合，优选为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）、聚己内酯（PCL）或聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBSeT）中的一种或几种的混合。所述表面活性剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或几种，具体例子如硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、钛酸酯偶联剂KR-TTS、钛酸酯偶联剂KR-38S、钛酸酯偶联剂KR-12、铝酸酯偶联剂DL-411-A等。所述增塑剂选自水、甘油、聚甘油、乙氧基聚甘油、乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇，戊二醇、山梨醇、山梨醇一单乙酸酯、山梨醇二乙酸酯、山梨醇单乙氧基化物或山梨醇二乙氧基化物中的一种或几种的混合，优选水、甘油或聚甘油中的一种或几种的混合。根据实际性能需要，本专利技术所述的一种可生物降解聚合物组合物，按重量份数计，还包括0至20重量份的聚乳酸、0至20重量份的有机或无机填料、0至4重量份的至少一种下述其他助剂：脱模剂、染料或其他塑料添加剂。所述有机填料选自天然纤维、秸秆、木粉中的一种或几种的混合；所述无机填料选自滑石粉、蒙脱土、高岭土、白垩、碳酸钙、石墨、石膏、导电炭黑、氯化钙、氧化铁、白云石、二氧化硅、硅灰石、二氧化钛、硅酸盐、云母、玻璃纤维或矿物纤维中的一种或几种的混合。所述脱模剂为：硅油、石蜡、白矿油、凡士林中的一种或者两种及以上的混合物；所述染料为炭黑、黑种、钛白粉、硫化锌、酞青蓝、荧光橙中的一种或者两种及以上的混合物；所述其他塑料添加剂为：抗氧剂、润滑剂等。合适的抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种，具体可以列举出1010、168、1076、445、1098中的一种或者两种及以上的混合物；合适的润滑剂为选自硬酯酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌、金属皂的高分子复合酯、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、硅酮类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分:i、5‑95重量份的至少一种玻璃化转变温度低于‑20℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、3‑75重量份的淀粉作为分散相；iii、0.5‑10重量份的表面活性剂；iv、2‑20重量份的增塑剂，其中，所述可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上存在一个特征峰，该特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃，优选温度T大于65℃，小于85℃，更优选温度T大于70℃，小于78℃。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分:i、5-95重量份的至少一种玻璃化转变温度低于-20℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、3-75重量份的淀粉作为分散相；iii、0.5-10重量份的表面活性剂；iv、2-20重量份的增塑剂，其中，所述可生物降解聚合物组合物的差示扫描量热仪DSC谱图在第一次升温曲线上存在一个特征峰，该特征峰值对应的温度T大于60℃，小于95℃，优选温度T大于65℃，小于85℃，更优选温度T大于70℃，小于78℃。2.根据权利要求1所述的一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，所述差示扫描量热仪DSC谱图的测试条件为：可生物降解聚合物组合物样品量5~10mg，氮气条件，氮气吹扫速度20ml/min，升温范围20℃~240℃，升温速率10℃/min，240℃恒温3min，降温至20℃，降温速率10℃/min，再升温至240℃，升温速率10℃/min。3.根据权利要求1所述的一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分:i、30-85重量份的至少一种玻璃化转变温度低于-30℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、10-50重量份的淀粉作为分散相；iii、1-8重量份的表面活性剂；iv、5-15重量份的增塑剂。4.根据权利要求3所述的一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分:i、50-78重量份的至少一种玻璃化转变温度低于-40℃的柔性可生物降解聚合物作为连续相；ii、15-38重量份的淀粉作为分散相；iii、2-5重量份的表面活性剂；iv、7-12重量份的增塑剂。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，所述柔性可生物降解聚合物选自脂肪族共聚酯或脂肪族-芳香族共聚酯中的一种或几种的混合，优选聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酯或聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种的混合。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种可生物降解聚合物组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢昌利，蔡彤旻，曾祥斌，焦健，苑仁旭，钟宇科，熊凯，杨晖，麦开锦，董学腾，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，珠海万通化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44