[發明專利]線形梳狀聚乳酸及其制備方法

有效

• 申請號: 201210428685.0
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102964580A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李楊;冷雪菲;申凱華;高清;王艷色;任瑩瑩;王玉榮
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08G63/78
• 分類號: C08G63/78;C08G63/52;C08G63/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于高分子材料合成與制備技術領域，特別涉及到一類可生物降解的聚乳酸材料，其特征在于高分子量、高枝化線形梳狀聚乳酸及其制備方法，本發明所制備的聚乳酸具有優異的物理機械性能和優良的加工性能。

背景技術

聚乳酸是一種可生物降解的具有良好生物相容性的高分子材料，在眾多可生物降解聚合物中，聚乳酸以其優異的性能，廣泛的應用領域，已經在國內外實現了工業化生產。但聚乳酸材料的應用仍然受到兩大方面的限制：一是聚乳酸的耐熱及抗沖性能較差，而且由于其熔體強度低，難以進行吹膜、發泡、中空吹塑等加工；二是高分子量聚乳酸制備工藝復雜，條件苛刻，一般需要在高溫高壓下進行反應，分子量難以有效控制，同時伴有金屬催化劑殘留，大大限制了其應用范圍。進一步提高物理機械性能、改善加工性能、優化制備工藝，將大大提高聚乳酸的市場競爭力，促進聚乳酸產業的發展。

目前聚乳酸大多采用丙交酯開環聚合法制備，該方法可得到分子量高、分散系數小的聚合物。國內外大多采用錫鹽類引發劑，如采用辛酸亞錫作為丙交酯開環聚合的引發劑，但該引發劑金屬錫的殘留物已被證明對生物體有害，極大地限制了其在醫用生物材料方面的應用。近年來，具有較高生物安全性的新型無金屬引發劑已成為開環聚合引發劑的研究熱點。中國專利CN101429276A公開了一種無金屬殘留、分子量可控的聚乳酸制備方法，在丙交酯溶劑中，加入小分子醇作為引發劑，再加入1，8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU），在常溫常壓下短時間內完成丙交酯的開環聚合；產品聚乳酸的分子量為0.1×10⁴－5×10⁴；上述制備方法雖然能制備無金屬殘留的聚乳酸，但在分子量上較為遜色。

聚乳酸熔體強度低，難以進行吹膜、發泡、中空吹塑等加工限制了它在薄膜和泡沫等制品中的應用。一般，通過提高分子量、擴寬分子量分布、引入長支鏈等手段可以提高聚合物的加工性能，特別是熔體強度。中國專利CN101597374A公開了了一種聚乳酸在熔融狀態下與多官能團單體反應制備長支化聚乳酸的方法，聚乳酸經支化后，其熔體強度有明顯的提高；由于反應在190－210℃的高溫下進行，需要大量添加抗氧劑以抑制高溫降解，從而增加生產成本；同時采用聚乳酸與多官能團環氧單體在高溫下反應，極易發生交聯反應。

綜上所述，開發一種簡單高效的無金屬引發劑并且能夠用于制備高分子量高枝化結構的聚乳酸，是有待解決的技術問題，而這一問題的解決必將極大地擴大聚乳酸的應用范圍、強化聚乳酸的市場競爭力。

發明內容

本發明的目的在于提供一類線形梳狀聚乳酸，這類線形梳狀聚乳酸具有高枝化線形梳狀結構、高分子量窄分布的特點，同時具有優異的物理機械性能和極佳的加工性能，是一類無毒、可降解、高度生物安全性醫用生物材料。本發明的另一個目的在于提供一種制備上述線形梳狀聚乳酸的簡便高效的方法。本發明的技術特征在于以羥基化線形液體聚合物為線形大分子引發劑，所制備的線形梳狀聚乳酸無金屬殘留。

一類線形梳狀聚乳酸，其特征在于該聚合物具有如下結構：線形梳狀聚乳酸的數均分子量為1×10⁴－100×10⁴，優選為5×10⁴－70×10⁴；聚乳酸的單臂數均分子量為0.1×10⁴－3×10⁴，優選為0.5×10⁴－2.5×10⁴；；線形大分子引發劑為羥基化線形液體聚合物，線形大分子引發劑中的羥基數量為8－60，優選為12－40；線形大分子引發劑的數均分子量為0.1×10⁴－1×10⁴，優選為0.2×10⁴－0.8×10⁴。