一步縮聚法製備高分子聚乳酸
一步縮聚法製備高分子聚乳酸
項目簡介:
聚乳酸是一種可生物降解的熱塑性聚酯,易被自然界中的多種微生物或動植物體內酶分解、代謝,最終形成無害的天然小分子CO2和H2O,並可當作有機肥施入農田成為植物養料。PLA具有優良的物理機械性能和加工性能,能通過一般的熱塑性塑料的熔體加工技術進行加工,如擠出和注射模塑,還可通過熔融紡絲製成纖維等。PLA還具有良好的抗皺性、卷曲性和耐油性,在低溫下熱密封好。PLA的物理機械性能與通用塑料聚苯乙烯相似,具有高模量高強度。聚乳酸類聚合物的應用極大的緩解了日益嚴重的環境汙染問題,然而,聚乳酸性能也存在不少缺陷,如玻璃化轉變溫度不穩定,親水性差,韌性較差等,主要是通過共混、共聚、分子修飾等方法,改變聚乳酸的結晶性和親水性,增加功能基團,以滿足環保應用的要求。
與石油化工塑料相比,原料來源於植物的聚乳酸塑料可說是再生資源或可持續使用的材料。不論是焚燒還是在自然界中分解,都不會對環境增加負擔。如果用聚乳酸塑料代替石油化工塑料,不僅減少了石油或天然氣的消耗,緩解了石化燃料麵臨枯竭的現狀,而且用吸收二氧化碳的植物作為聚乳酸原料,可使大氣中的二氧化碳得到更好的循環,有效解決日益嚴重的全球變暖問題
生產技術:
以L-乳酸為原料,采用複合催化劑,采用熔融縮聚過程中階梯控壓法合成高分子量聚乳酸(粘均分子量15X104);根據產品要求進行擴鏈,進一步提高聚乳酸的分子量,得到擴鏈聚乳酸;擴鏈聚乳酸可以和各種分子量不同的聚乙二醇共混,得到改性聚乳酸。改善了聚乳酸的脆性,可通過聚乙二醇的加入量調整聚乳酸的降解周期。
本作品使用質子酸和錫係化合物組成的有效催化劑複合催化劑,通過調整聚合工藝、以自主設計的高真空程序升溫反應釜為聚合場所,解決了乳酸聚合過程中生成的小分子水的脫除難的關鍵問題,采用一步縮聚法合成了高分子量聚乳酸,減少了中間步驟,工藝流程短,生產成本大大降低。
不同用量的聚乙二醇的聚乳酸的力學性能
聚乙二醇改性擴鏈聚乳酸 | 缺口衝擊強度/(MPa) | 斷裂伸長率/(%) | 拉伸強度/(MPa) | 維卡軟化點/(℃) |
100:0 100:10 100:15 100:20 100:25 |
0.26 0.72 3.26 4.18 3.86 |
5.74 12.61 22.71 37.07 33.92 |
20.89 15.02 12.38 9.56 5.22 |
- 21.3 22.1 32.9 31.0 |
應用領域:膠黏劑、油墨、一次製品、塗料、改性劑,還可以紡絲成纖維和用作醫用材料。
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