專利名稱：一種成核劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚乳酸快速結(jié)晶成核劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚乳酸(PLA)是一類以可再生生物資源為原料，經(jīng)過化學(xué)合成方法制備，廣泛應(yīng)用的生物基高分子可降解材料。PLA具有機(jī)械性能好、無毒、相對(duì)密度低、常溫下容易加工成型、可全部生物降解、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)良特性，現(xiàn)已成為生物基塑料中增長速度最快、產(chǎn)量最大、新產(chǎn)品開發(fā)最為活躍的品種；可以廣泛用于化工、輕工、汽車制造、家電、包裝材料等，并且還在不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。但與常規(guī)聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等通用塑料相比，普通的聚乳酸塑料存在著耐熱性差、結(jié)晶速度較慢、成型加工周期長、成型收縮率較大的缺點(diǎn)，這使其應(yīng)用范圍在一定程度上受到了限制，尤其是在包裝、日用品和工程材料等領(lǐng)域的應(yīng)用受到了很大的限制。針對(duì)聚乳酸塑料的這些缺點(diǎn)，可以通過添加結(jié)晶成核劑提高結(jié)晶速度以及結(jié)晶度的辦法進(jìn)行克服，結(jié)晶度提高的同時(shí)，聚乳酸的耐熱性能也能得到明顯提高，目前在這方面國內(nèi)外已經(jīng)開展了廣泛地研究。然而，目前常用的結(jié)晶成核劑主要來源于一些有機(jī)或無機(jī)鹽類化合物，該類成核劑主要是針對(duì)聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高分子材料。雖然它們對(duì)聚乳酸的結(jié)晶速度有一定的提高，但是在提高聚乳酸制件的耐熱性和降低成型周期方面不理想。因此，我們需要尋找針對(duì)聚乳酸的新型成核劑。最近，有報(bào)道利用雙酰胺化合物與聚乳酸分子間形成的相互作用來提高聚乳酸結(jié)晶成核能力，從而獲得一種結(jié)晶速率快，生產(chǎn)成本低的改性聚乳酸，但是此類化合物是以烷基、羥基、硝基、氨基、烷氧基等取代基中的一種或者兩種為端基，與聚乳酸基體相容性較差，導(dǎo)致實(shí)際添加量減少，晶核形成不充分，提升結(jié)晶成核能力不明顯，仍然存在著技術(shù)缺陷。松香無毒、無味，主要由含有龐大氫菲環(huán)結(jié)構(gòu)的各種松香酸異構(gòu)體組成，是一種重要的天然可再生資源。在石油資源日益枯竭和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天，它已經(jīng)被作為一些石油基原料的替代品廣泛應(yīng)用于高分子材料的研究和開發(fā)之中。在發(fā)明人多年的松香改性研究過程中發(fā)現(xiàn)，松香和PLA的混合物可以制備得到完全透明的塑料薄膜，松香和PLA 二者有著極好的相容性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種與聚乳酸的相容性良好的成核劑，能夠避免普通結(jié)晶成核劑與聚乳酸基體相容性差而導(dǎo)致的材料力學(xué)性能下降等缺陷，且能明顯提高塑料的結(jié)晶速率、 結(jié)晶度。本發(fā)明還提供了一種成核劑的制備方法，其制備過程可控性好，產(chǎn)率高。
本發(fā)明還提供了一種快速結(jié)晶聚乳酸塑料，該塑料具有較好的結(jié)晶度、較快的結(jié)晶速率。本發(fā)明還提供了一種快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，該方法操作簡單，易于控制，可以直接注射成型達(dá)到快速結(jié)晶的目的。一種成核劑，為式I結(jié)構(gòu)的化合物
權(quán)利要求
1.-種成核劑，其特征在于，所述的成核劑為式I結(jié)構(gòu)的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成核劑的制備方法，包括以下步驟1)將松香酸和乙醇進(jìn)行酯化反應(yīng)得到松香酸乙酯，再把松香酸乙酯與水合胼進(jìn)行胼解反應(yīng)得到松香基甲酰胼；2)將烷基二酸與氯化亞砜在二甲基甲酰胺催化下回流反應(yīng)制備得到相應(yīng)的烷基二酰 ~■氯；所述的烷基二酸為HOOC-(CH2)n-COOH,其中，η為2 18的整數(shù)；3)將步驟1)中的松香基甲酰胼與步驟2)中的烷基二酰二氯進(jìn)行反應(yīng)得到式I結(jié)構(gòu)的成核劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成核劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的酯化反應(yīng)的條件為在150 200°C回流反應(yīng)4 他；所述的胼解反應(yīng)的條件為在90 120°C回流反應(yīng)1 池。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成核劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述的回流反應(yīng)的條件為在60 90°C回流反應(yīng)1 池。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成核劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述的反應(yīng)的條件為在70 100°C回流反應(yīng)1 汕。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成核劑在制備聚乳酸塑料中的應(yīng)用。
7.一種快速結(jié)晶聚乳酸塑料，其特征在于，由以下重量份的原料組成聚乳酸 100份；成核劑 0. 1 5份；助劑 0. 5 10份；所述的成核劑為式I結(jié)構(gòu)的化合物
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速結(jié)晶聚乳酸塑料，其特征在于，所述的助劑是抗氧劑、潤滑劑中的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，包括以下步驟 取聚乳酸、成核劑和助劑共混，然后注射成型，得到快速結(jié)晶聚乳酸塑料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，其特征在于，所述的共混的方法為熔融共混擠出造?；蛘吒邷厝廴诠不?；所述的共混的溫度為190°C 220°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成核劑，為式I結(jié)構(gòu)的化合物，式I中n為2～18的整數(shù)；本發(fā)明還公開該成核劑的制備方法，其制備過程可控性好，成核劑制備產(chǎn)率高。本發(fā)明還公開了一種由100份聚乳酸、0.1～5份成核劑和0.5～10份助劑組成的快速結(jié)晶聚乳酸塑料，該塑料具有較好的結(jié)晶度、較快的結(jié)晶速率。本發(fā)明還公開了該快速結(jié)晶聚乳酸塑料的制備方法，不需要采用二次退火成型，可以直接注射成型，該制備方法操作簡單，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。式I
文檔編號(hào)C07C243/36GK102190813SQ20111007519
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者湯兆賓 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所