專利名稱：熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料及其制備方法。 背景技術(shù)：
全世界每年有1.5億噸石油、天然氣等有限的石化資源用于化學(xué)合成"合成高分子"，為了減少廢棄合成高分子材料產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響和有限資源的利用，重新構(gòu)筑可持續(xù)發(fā)展的人類社會(huì)已成為世界各國的共識(shí)。實(shí)現(xiàn)世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)外的相關(guān)研究前沿之一是利用清潔生產(chǎn)技術(shù)，將可再生的生物質(zhì)資源，改性、合成滿足使用要求的環(huán)境友好高分子新材料，降低對(duì)有限資源的消耗，減少材料使用后對(duì)環(huán)境的污染，為此國內(nèi)外的相關(guān)研究更注重尋找新的天然高分子塑料材料。 葡甘聚糖是一種從植物魔芋、菊芋、蕉藕，微生物細(xì)菌中提取的天然高分子多糖，其分子中包含葡萄糖和甘露糖，以13 -1， 4-糖苷鍵連接，同時(shí)在甘露糖C-3位上還存在短支鏈結(jié)構(gòu)，而在C-6位上還存在乙?；鶊F(tuán)(約每19個(gè)糖殘基上存在一個(gè)乙酰基)，這些乙?；拇嬖诳刂屏朔肿铀苄缘拇笮　Ｆ细示厶蔷哂杏H水性、凝膠性、成膜性、抗菌性、可食用性、低熱值性等多種特性和一些特殊的生理功能，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品、醫(yī)藥、化工以及生物領(lǐng)域。作為一種可再生天然資源來源充足、可生物降解、具有化學(xué)可修飾的官能團(tuán)，并具有一定金屬離子絡(luò)合能力。熱塑改型后葡甘聚糖，是一種經(jīng)過由魔芋葡甘聚糖及各種有機(jī)單體自由基聚合，接枝，交聯(lián)等化學(xué)方法獲得的一種可完全生物降解的可熱塑材料，具有很強(qiáng)的疏水性，擁有廣闊的市場(chǎng)前景，為未來替代石油化工塑料產(chǎn)品提供了新的思路，但是熱塑型葡甘聚糖的加工性能不佳，其流變特性不適合常規(guī)聚合物加工設(shè)備上加工出符合使用要求的產(chǎn)品，綜合力學(xué)性能難以滿足使用要求。 聚羥基烷酸酯是由微生物合成的可生物降解和生物相容的高分子材料，無論是在
醫(yī)學(xué)上作長效藥物緩釋載體，還是在環(huán)保方面替代非降解塑料減少環(huán)境污染，都有廣闊的
應(yīng)用前景。聚羥基烷酸酯為脂肪族聚酯類材料，其熔體加工存在三大難題一是材料的粘度
和強(qiáng)度均較低，導(dǎo)致成型加工過程中定型速度很慢，而且制品放置過程存在嚴(yán)重的內(nèi)應(yīng)力
而導(dǎo)致制品變形，實(shí)施吹塑、壓延、注塑、紡絲等加工方式難度很大。二是熔體狀態(tài)下十分容
易發(fā)生材料的分解，使得聚合物的分子量下降超過50%，導(dǎo)致成型加工制品的力學(xué)強(qiáng)度嚴(yán)
重下降。三是成本高、質(zhì)脆特別是加工溫度區(qū)間窄給生產(chǎn)帶來很多難題，大大限制了它的應(yīng)
用，除了改變加工條件，如進(jìn)行退火處理外，進(jìn)行共混改性是這一研究的熱點(diǎn)。 熱塑性葡甘聚糖與聚羥基烷酸酯熔融共混改性后得到的新型熱塑共混材料加工
性能良好，在擠塑、吹塑、注塑和發(fā)泡過程中具有優(yōu)良的熱塑加工特性和力學(xué)性能，其制品
使用后完全降解且環(huán)境友好，可廣泛地用于化工、農(nóng)地膜、機(jī)電、建筑材料、包裝和環(huán)保等生
產(chǎn)加工領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)境友好的熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料及其制備方法。熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混可以改善熱塑型葡甘聚糖的加工性能，解決其拉伸強(qiáng)度低等性能不足的問題，同時(shí)可以解決聚羥基烷酸酯加工性能、韌性和抗撕裂性能不足、斷裂伸長率低、薄膜較脆等不足等問題，提供一種以天然葡甘聚糖
為原料，生產(chǎn)環(huán)境友好的葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯熱塑材料的新方法，為可再生資源葡甘
聚糖的大規(guī)模開發(fā)利用服務(wù)。
2、技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是 —種熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料，它的各組分的重量份為熱塑型 葡甘聚糖50 90、聚羥基烷酸酯10 50、交聯(lián)劑0 10。 將熱塑型葡甘聚糖50 90份、聚羥基烷酸酯10 50份和交聯(lián)劑0 10份在高 速混合機(jī)中攪拌5 20分鐘，在溫度30 6(TC干燥8 12小時(shí)，控溫于100 14(TC將 共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混5 10min，在110 150°C、0. 1 lMPa下造粒得到完 全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。 熱塑性葡甘聚糖是按重量份配比將純化葡甘聚糖100份，溶脹于pH12的飽和四硼 酸鈉水溶液500份中，控溫5(TC進(jìn)行脫乙?；?0小時(shí)，過濾、洗滌至中性，在5(TC干燥12 小時(shí)，再溶脹于500份水中，控溫50°C ，加入過硫酸銨5份和乙酸乙烯酯100份，接枝共聚反 應(yīng)4小時(shí)，過濾清洗，在5(TC下干燥12小時(shí)，即得到熱塑性葡甘聚糖。
聚羥基烷酸酯選用聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸-羥基戊酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、
聚己內(nèi)酯；交聯(lián)劑選用順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯、乙撐雙硬脂酸酰
胺、六方氮化硼中的 一種或兩種以上的任意組合。
制備熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料的方法是 A、配料按重量比配比取熱塑型葡甘聚糖50 90，聚羥基烷酸酯10 50，交聯(lián)劑 0 IO，在高速混合機(jī)中攪拌混勻5 20min ; B、干燥將混合均勻的共混物在溫度30 60°C干燥8 12小時(shí)； C、共混造粒將干燥好的共混料在雙螺桿擠出機(jī)中于100 14(TC熔融共混5
10min，在110 150°C、0. 1 lMPa下擠出造粒，制備成熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共
混吸附材料。 3、有益效果葡甘聚糖作為一種可再生天然資源，來源充足以及可生物降解。對(duì)其 進(jìn)行共混改性，可得到以葡甘聚糖為骨架的熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混新材料。 作為可再生資源，它的共混改性和利用一方面可節(jié)省大量石油資源，另一方面可以緩解大 量非降解合成高分子材料廢棄物造成的環(huán)境污染，熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材 料廢棄后可以在自然環(huán)境中實(shí)現(xiàn)生物量的循環(huán)。熱塑型葡甘聚糖與聚羥基烷酸酯共混改 性，兩者相容性很好，能夠達(dá)到熱力學(xué)相容狀態(tài)，避免產(chǎn)品的相分離現(xiàn)象，提高了改性產(chǎn)品 性能的穩(wěn)定性。熱塑型葡甘聚糖與聚羥基烷酸酯共混改性，使其加工流變特性與聚乙烯相 似，便于使用常規(guī)設(shè)備進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。熱塑型葡甘聚糖與聚羥基烷酸酯共混改性產(chǎn)品，綜 合力學(xué)性能優(yōu)良，其制品使用后完全降解且環(huán)境友好，可廣泛地用于化工、農(nóng)地膜、機(jī)電、建 筑材料、包裝和環(huán)保等生產(chǎn)加工領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。其中所述原料份數(shù)除特殊說明外， 均為重量份數(shù)。 實(shí)施例1 :按重量比取熱塑型葡甘聚糖50份、聚羥基丁酸酯50份在高速混合機(jī)中
4攪拌5分鐘，在溫度3(TC干燥12小時(shí)，控溫于IO(TC將共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混5min，在110°C、0. IMPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。 實(shí)施例2 :按重量比取熱塑型葡甘聚糖60份、聚羥基丁酸_羥基戊酸酯40份，順丁烯二酸酐2份在高速混合機(jī)中攪拌7分鐘，在溫度4(TC干燥10小時(shí)，控溫于ll(TC將共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混6min，在120°C、0. 3MPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。 實(shí)施例3 :按重量比取熱塑型葡甘聚糖70份、聚丁二酸丁二醇酯30份和鄰苯二甲酸二丁酯5份在高速混合機(jī)中攪拌8分鐘，在溫度5(TC干燥8小時(shí)，控溫于12(TC將熔融共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中共混8min，在130°C、0. 5MPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。 實(shí)施例4 :按重量比取熱塑型葡甘聚糖80份、聚己內(nèi)酯20份和乙撐雙硬脂酸酰胺7份在高速混合機(jī)中攪拌10分鐘，在溫度45t:干燥10小時(shí)，控溫于13(TC將共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混8min，在140°C、0. 7MPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。 實(shí)施例5 :按重量比取熱塑型葡甘聚糖90份、聚羥基丁酸酯10份，六方氮化硼10份在高速混合機(jī)中攪拌20分鐘，在溫度6(TC干燥8小時(shí)，控溫于14(TC將共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混10min，在15(TC、lMPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。 實(shí)施例6 :按重量比取熱塑型葡甘聚糖70份、聚丁二酸丁二醇酯30份，檸檬酸三丁酯5份和順丁烯二酸酐5份在高速混合機(jī)中攪拌12分鐘，在溫度5(TC干燥8小時(shí)，控溫于14(TC將共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混9min，在140°C、0. 6MPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。
權(quán)利要求
一種熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料，其特征在于，它的各組分的重量份為熱塑型葡甘聚糖50～90、聚羥基烷酸酯10～50、交聯(lián)劑0～10。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料，其特征是，所述的 熱塑性葡甘聚糖，是按重量份配比將純化葡甘聚糖100份，溶脹于pH12的飽和四硼酸鈉水 溶液500份中，控溫5(TC進(jìn)行脫乙?；?0小時(shí)，過濾、洗滌至中性，在5(TC干燥12小時(shí)，再 溶脹于500份水中，控溫5(TC，加入過硫酸銨5份和乙酸乙烯酯100份，接枝共聚反應(yīng)4小 時(shí)，過濾清洗，在5(TC下干燥12小時(shí)而得到的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料，其特征是，所述的 聚羥基烷酸酯為聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸_羥基戊酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己內(nèi)酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料，其特征是，所述的 交聯(lián)劑為順丁烯二酸酐，鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯、乙撐雙硬脂酸酰胺、六方氮化 硼中的一種或兩種以上的任意組合。
5. 制備要求1所述的熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料的方法，其步驟依次是A、 配料按重量比配比取熱塑型葡甘聚糖50 90，聚羥基烷酸酯10 50，交聯(lián)劑0 IO，在高速混合機(jī)中攪拌混勻5 20min ;B、 干燥將混合均勻的共混物在溫度30 6(TC干燥8 12小時(shí)；C、 共混造粒將干燥好的共混料在雙螺桿擠出機(jī)中于100 14(TC熔融共混5 10min，在110 150°C、0. 1 lMPa下擠出造粒，制備成熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共 混吸附材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料及其制備方法。它的各組分重量份為熱塑型葡甘聚糖50～90，聚羥基烷酸酯10～50，交聯(lián)劑0～10。它的制備方法是，將熱塑型葡甘聚糖50～90份、聚羥基烷酸酯10～50份和交聯(lián)劑0～10份在高速混合機(jī)中攪拌5～20分鐘，在溫度30～60℃干燥8～12小時(shí)，控溫于100～140℃將共混料在雙螺桿擠塑機(jī)中熔融共混5～10min，在110～150℃、0.1～1MPa下造粒得到完全生物降解熱塑型葡甘聚糖/聚羥基烷酸酯共混材料。
文檔編號(hào)C08L5/02GK101781410SQ20091005821
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者徐東, 羅學(xué)剛 申請(qǐng)人:西南科技大學(xué)