[發明專利]一種高效制備立體嵌段聚乳酸的方法

無效

• 申請號: 201210355532.8
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102924695A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 印培民;蒲文亮;侯文婷
• 申請（專利權）人: 上海科院生物材料有限公司
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于有機高分子材料領域，涉及一種聚乳酸的制備方法，尤其涉及一種高效制備立體嵌段聚乳酸的方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種以玉米淀粉等可再生資源為起始原料來生產的可生物降解高分子材料，其制備與應用是一個來源于可再生資源、使用壽命結束后降解產物回歸自然、參與到生物質資源再生的過程中去的一個理想生態循環，屬于自然界碳循環的一部分。聚乳酸與聚苯乙烯、聚酯等物理機械性能相近的熱塑性高聚物，具有優良的物理、力學性能，且加工性能好，可采用傳統的方法成型加工，也可與通用塑料共混或共聚，在農業、包裝材料、日常生活、服裝和生物醫用材料等領域都具有良好的應用前景，因而聚乳酸成為近年來研究開發最活躍的可生物降解高分子材料。但聚乳酸的耐熱性相對較差，普通聚乳酸的玻璃化轉變溫度一般在50～60℃，熔點在150～170℃，要拓展聚乳酸的應用，必須提高其耐熱性。立體復合聚乳酸熔點可達230℃，但由于其固有的特性，存在立體復合晶體的生成率不高，加工穩定性不強等問題。立體嵌段聚乳酸熔點可到210℃左右，具備接近聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的機械與熱性能，而且立體復合晶體(sc)的生成率可達到100％，加工穩定性也較好，是極具發展潛力的新一代環保材料。

專利CN?101522755A中，公開了一種聚乳酸的制備方法。即采用開環聚合得到第一聚乳酸，并在熔融狀態下脫除殘留的丙交酯，然后在第一聚乳酸的存在下引發第二丙交酯的開環聚合得到第二聚乳酸(即立體嵌段聚乳酸)，可以得到分子量15萬以上的立體嵌段聚乳酸，且具有較好的sc生成率和穩定性。但由于存在去除第一聚乳酸中殘留丙交酯的步驟，導致工序過于復雜，而且在不加入催化劑失活劑的情況下進行丙交酯的脫除并不能得到很好的效果，因為聚合與解聚的反應仍會在殘存催化劑的催化下進行，從而達到反應平衡。專利CN?101595157A中，公開了一種聚乳酸嵌段共聚物的制備方法。即首先采用D-丙交酯開環聚合制備低分子量的聚D-乳酸，然后經過減壓法去除殘留的D-丙交酯，進一步與L-丙交酯進行開環聚合得到聚乳酸嵌段共聚物(即立體嵌段聚乳酸)，可以得到分子量10萬以上，立體復合晶體生成率較高且較穩定的聚乳酸嵌段共聚物。但由于存在去除殘留丙交酯的步驟，導致工序過于復雜，操作時間過長，不利于工業化。

發明內容

本發明的目的是克服現有立體復合聚乳酸制備過程制備過程生產效率不高的難題，公開了一種高效制備立體嵌段聚乳酸的方法，以滿足生產和應用的需要。

本發明公開了一種高效制備立體嵌段聚乳酸的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)預聚：

將聚合級的D型(或L型)丙交酯與催化劑、引發劑加入聚合反應器，在惰性氣體保護下，升溫至160～200℃的第一反應溫度，達到設定溫度后反應0～1h，隨后降溫至100～150℃的第二反應溫度，反應0.5～5h，得到預聚物。

(2)嵌段共聚：

將步驟(1)制得的預聚物作為原料，與聚合級的L型(或D型)丙交酯加入聚合反應器，質量比為1∶9～3∶7，在惰性氣體保護下，反應溫度190～230℃，達到設定溫度后，反應時間為0.5～5h，得到立體嵌段聚乳酸。

其特征在于步驟(1)中，所述的D型(或L型)丙交酯的光學純度≥99％。

其特征在于步驟(1)中，所述的第一反應溫度優選為170～190℃。

其特征在于步驟(1)中，所述的第二反應溫度優選為120～140℃。

其特征在于步驟(2)中，所述的反應溫度優選為195～215℃。

本發明提供的有益效果是：

(1)避免了中間過程中聚合物去除殘留丙交酯的工序，生產工藝簡單、操作方便。

(2)由于沒有脫除丙交酯的損失，最終的產率高，成本低，易于實現工業化連續生產。

附圖說明

圖1為立體嵌段聚乳酸SB4的DSC曲線。圖2為立體嵌段聚乳酸C1的DSC曲線。

具體實施方式

1、表征方法

聚乳酸的分子量采用凝膠滲透色譜(GPC)測定，條件為：美國Waters公司1515型凝膠滲透色譜儀，Waters?2414示差檢測器，Waters?1515Isocratic?HPLC泵，ETL?LISTED-81437柱加熱爐，聚苯乙烯填充色譜柱，農殘級氯仿為流動相，流速為1.0mL/min，以含有10vol％六氟異丙醇的氯仿為溶劑，將樣品配置成0.3wt％的溶液，進樣量為100μL，柱溫35℃，檢測器溫度35℃。