一种亲水改性聚碳酸亚丙酯的制备方法
阅读说明：本技术 一种亲水改性聚碳酸亚丙酯的制备方法 (Preparation method of hydrophilic modified polypropylene carbonate ) 是由 荣骁 梁胜轲 杜中杰 王武聪 金华 孙佩鑫 缪徐然 邹威 张晨 王洪 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种亲水改性聚碳酸亚丙酯的制备方法,所述的材料用以下方法制备而成：将质量比例的PPC、亲水改性剂、扩链剂混合均匀,经双螺杆挤出机熔融共混造粒,得到亲水PPC颗粒,注塑得到复合材料。制备的亲水改性聚碳酸亚丙酯具有良好的亲水性。(The invention relates to a preparation method of hydrophilic modified polypropylene carbonate, which is prepared by the following steps: uniformly mixing the PPC, the hydrophilic modifier and the chain extender in a mass ratio, carrying out melt blending granulation by a double-screw extruder to obtain hydrophilic PPC particles, and carrying out injection molding to obtain the composite material. The prepared hydrophilic modified polypropylene carbonate has good hydrophilicity.)
技术领域
本发明涉及可降解材料领域，特别涉及一种亲水聚碳酸亚丙酯的制备方法。
背景技术
聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种可以完全降解的脂肪族聚碳酸酯，由CO2与环氧丙烷合成。PPC具有高断裂伸长率、优良的生物相容性、对人体无毒无害的优点。这些优点使其受到广泛关注，在食品包装、生物医用材料、形状记忆材料领域有着广泛的应用。
PPC作为一种脂肪族聚酯，由于其结构特性，材料的亲水性不佳。同时PPC自身热稳定性差，当加工温度高于150℃，PPC发生热降解。PPC的热降解机理分为两种：无规断裂降解和解拉链降解。无规断裂降解是主链随机断裂，生成CO2和不饱和末端片段。解拉链降解是端羟基回咬形成一个小型环状聚碳酸酯。这就导致如果对PPC进行亲水改性，添加的亲水改性剂会进一步加剧PPC的热降解。本发明为解决以上问题，通过对添加亲水改性剂和扩链剂，对PPC进行亲水改性，制备一种亲水改性聚碳酸亚丙酯。
发明内容
本发明的目的在于制备一种亲水改性聚碳酸亚丙酯，本发明目的通过以下技术方案来实现：
本发明的目的之一在于提出一种亲水改性聚碳酸亚丙酯，其包括以下重量份数的原料组分：PPC：100份，亲水改性剂1-3份，扩链剂0.3-1.5份。
优选的，所述PPC的熔融指数为3-20g/10min(2.16kg，190℃)，密度1.27g/cm3。
优选的，所述的亲水改性剂为吐温20、吐温21、吐温40、吐温60中的一种。
所述的扩链剂为对苯二甲酸二缩水甘油酯、2,2-(1，3-亚苯基)-二噁唑啉、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。
本发明的目的之二在于提出一种亲水改性聚碳酸亚丙酯的制备方法，其具体包括以下步骤：
将质量比例的PPC、亲水改性剂、扩链剂混合均匀，经双螺杆挤出机熔融共混造粒，得到亲水PPC颗粒。
优选的，PPC的用量为100份。
所述的亲水改性剂用量为1-3份，优选的为1-2份。
所述的扩链剂用量为0.3-1.5份，优选的为0.5-1份。
优选的，双螺杆挤出机加工温度为140℃-160℃。
优选的，双螺杆挤出机的螺杆转速为200-300rpm。
将所制备的亲水改性聚碳酸亚丙酯颗粒，加入注塑机中，按照GB/T 1040.1—2018制样，进行接触角测试和热失重测试。
优选的，注塑机温度为160℃-170℃。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的原理在于：PPC链段本身存在端羟基，加工过程中容易发生热降解，无论是无规断裂热降解还是解拉链热降解都会产生端羟基，这些端羟基的存在会进一步引发PPC的热降解。而添加亲水改性剂，往往会进一步加剧PPC的热降解，为此，在体系中添加能与羟基反应的扩链剂，可以在PPC热降解过程中与PPC发生接枝反应，一方面可以在PPC链上接枝多羟基链段，提高PPC的亲水性，另一方面可以对PPC的端羟基进行封端，阻碍进一步热降解。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：制备的亲水改性聚碳酸亚丙酯具有良好的亲水性，同时有着优异的热稳定性。
附图说明
图1为实施例1制备的改性PPC静态接触角图；
图2为实施例2制备的改性PPC静态接触角图；
图3为实施例3制备的改性PPC静态接触角图；
图4为实施例4制备的改性PPC静态接触角图；
图5为对比例1制备的未改性PPC静态接触角图；
具体实施方式
本发明各实例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。各实施例中所用原料均为市场购得。
实施例1
将100份的PPC、1份吐温20、0.3份对苯二甲酸二缩水甘油酯混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将颗粒加入注塑机，按照国标GB/T 1040.1—2018制样，并行接触角测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1、图1。
实施例2
将100份的PPC、2份吐温21、0.8份2,2-(1，3-亚苯基)-二噁唑啉混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将颗粒加入注塑机，按照国标GB/T1040.1—2018制样，并行接触角测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1、图2。
实施例3
将100份的PPC、3份吐温40、1.5份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将颗粒加入注塑机，按照国标GB/T 1040.1—2018制样，并行接触角测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1、图3。
实施例4
将100份的PPC、3份吐温60、1.5份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将颗粒加入注塑机，按照国标GB/T 1040.1—2018制样，并行接触角测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1、图4。
对比例1
将100份的PPC经双螺杆挤出机熔融共混造粒。双螺杆挤出机的九区温度分别为140℃140℃145℃150℃150℃160℃160℃160℃160℃。双螺杆挤出机转速200rpm。将颗粒加入注塑机，按照国标GB/T 1040.1—2018制样，并行接触角测试。注塑机温度为160℃、170℃、160℃。具体结果见表1、图5。
表1不同实施例和对比例中PPC的接触角
接触角
实施例1
65.2
实施例2
68.7
实施例3
60.9
实施例4
61.1
对比例1
100.6
由表1和图1-5的数据可以看出，对比实施例例1～4和对比例1，说明本发明制备的亲水改性聚碳酸亚丙酯亲水性有明显的提高。
显然，上述实例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
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