[發明專利]一種殼聚糖改性聚乳酸材料的γ射線輻照制備方法

有效

• 申請號: 201210048072.4
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102604347A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 常樹全;陳達;戴耀東;康斌;張紅旭;李俊
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L5/08;C08K5/3492;C08K5/103;C08J3/28;C08J3/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明涉及一種殼聚糖改性聚乳酸材料的γ射線輻照制備方法。

背景技術

聚乳酸是以玉米、秸稈等植物資源制備而來，原料豐富，且具有無毒、可完全生物降解、綠色環保等優點，是一種環境友好型新材料，已逐漸受到人們的推崇，具有十分廣闊的應用空間和發展前景。但是聚乳酸為半結晶材料，其玻璃化轉變溫度(Tg)為60℃左右，這大大限制了其推廣應用。聚乳酸是由含有羥基和羧基的乳酸分子縮聚而來，在高分子的端部含有大量未反應的羥基和羧基基團，其具有一定的活性，在持續復雜的使用環境中會發生一系列變化而使產品的穩定性和使用壽命受到很大影響。

國內外有大量科研工作者致力于聚乳酸的改性研究工作，旨在彌補其自身缺陷、提高其熱力學性能和穩定性，進一步拓展其應用空間。填充和共混法是常用的聚乳酸改性方法之一，其具有反應體系簡單、操作簡便等優點，但聚乳酸與多數增塑和填充材料的相容性、極性和結晶性存在差異，低界面結合強度和相分離導致的熱力學性能下降和降解性能不可控成為主要問題。研究表明，通過化學交聯與支化的方法可以有效提升聚乳酸的熱力學性能，但一般需借助引發劑并構建較復雜的反應體系，在一定程度上影響了聚乳酸材料綠色環保和生物降解特性。

γ射線具有非常高的能量，可以作用于材料而導致原子或分子發生電離和激發，可迅速轉變為自由基和中性分子并引起復雜的化學變化，以實現對材料的改性或新材料的制備。與傳統改性方法相比，γ射線輻照法具有很多優越性，如改性過程在常溫下進行，簡單易于推廣；反應體系純凈，避免引入過多反應物，不需要引發劑，綠色環保；射線穿透力強，反應條件均勻等。近年來，γ射線輻照法作為一種切實有效的合成手段已經被廣泛應用于材料的改性與制備。

發明內容

解決的技術問題：本發明的目的是采用強化輻射交聯來彌補現有聚乳酸材料改性技術的不足，提出一種采用γ射線輻照技術制備殼聚糖改性聚乳酸材料的方法，該方法操作簡便、易于推廣。此方法改性獲得的聚乳酸材料即保持了綠色環保和可生物降解特性，又具有良好的熱力學性能，具有廣闊應用空間。

技術方案：一種殼聚糖改性聚乳酸材料的γ射線輻照制備方法，將聚乳酸、天然高分子材料殼聚糖和敏化劑熔融共混，其中殼聚糖與聚乳酸的質量比為0.5∶100～20∶100，敏化劑與聚乳酸的質量比為0.5∶100～10∶100，熱壓冷卻脫模成型，將所得材料放入輻照袋中抽真空或充氮氣后密封，室溫條件下利用Co-60γ射線對其進行輻照處理，即得到殼聚糖改性的聚乳酸材料。

所述天然高分子材料殼聚糖分子量為10³～10⁵。

所述敏化劑為異氰脲酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸。

所述聚乳酸、殼聚糖和敏化劑共混溫度為150～240℃，共混時間為10min～2h，熱壓成型溫度為100～180℃，熱壓時間20min～1h，壓力為5～15MPa，自然冷卻脫模成型。

所述Co-60γ射線輻照條件為輻照劑量率0.5～10KGy·h^-1，吸收劑量5～150KGy。

本發明所述方法中敏化劑的結構式如下：

異氰脲酸三烯丙酯????????????三羥甲基丙烷三丙烯酸酯

二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸????季戊四醇三丙烯酸酯

有益效果：本發明采用γ射線輻照技術改性聚乳酸材料，該技術具有反應體系純凈(不需要加入引發劑)、高效可靠、綠色環保等常規化學改性途徑所不具備的優點，操作簡單、易于推廣；本發明將天然高分子材料殼聚糖加入改性體系，大大減少了傳統交聯劑的用量，既有效提高了聚乳酸材料的性能又保持其綠色環保和生物降解特性；采用本方法所制備的殼聚糖改性聚乳酸材料具有良好的熱力學性能，凝膠分數60％～85％、玻璃化溫度64℃～70℃、拉伸強度68MPa～79MPa，其與改性前的性能相比明顯提高，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面通過實施例的方式，對本發明技術方案進行詳細說明，但本發明的保護范圍不局限于所述實施例。

實施例1：