[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚乳酸多孔材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610048008.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105670249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 琚丹丹;韓立晶;陳云靜;李凡;董麗松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08L67/04
• 分類(lèi)號(hào): C08L67/04;C08L3/02;C08J9/26
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 李外

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子多孔材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚乳酸多孔材料及其制備 方法，。

背景技術(shù)

聚乳酸由于其良好的生物相容性，成為為數(shù)不多的通過(guò)FDA認(rèn)證可以應(yīng)用于 生物體的合成高分子材料，因而在手術(shù)縫合線(xiàn)、針、螺釘以及組織工程中有廣 泛的應(yīng)用前景。其中在組織工程中的應(yīng)用需要制備多孔材料作為支架，目前制 備聚乳酸多孔材料的方法有靜電紡絲、溶液澆鑄/粒子瀝濾法、相分離法、氣體 發(fā)泡、乳液/冷凍干燥、選擇性生物降解、快速成型等等，或者是其中某些方法 的組合。靜電紡絲得到的是編織或者非編織的纖維氈，其多孔形態(tài)呈多孔網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，但此結(jié)構(gòu)缺乏穩(wěn)定性，機(jī)械性能有限。溶液澆鑄/粒子瀝濾法制備的多孔 形態(tài)取決于所采用的致孔劑形態(tài)，如圓柱形、立方形或球形等不同的幾何形狀， 在致孔劑含量多到能夠相互接觸時(shí)，孔與孔才會(huì)聯(lián)通，否則會(huì)出現(xiàn)致孔劑殘留。 熱致相分離得到的是條紋狀的有一定取向的多孔材料，其取向程度受制備條件 的制約，孔形態(tài)多不規(guī)則。超臨界流體技術(shù)和氣體發(fā)泡法的優(yōu)勢(shì)在于制備過(guò)程 中不會(huì)引入有機(jī)溶劑，但這兩種方法的不足是都不能控制孔的形態(tài)，有閉合孔 存在，并對(duì)高聚物的類(lèi)型有一定的限制。乳液/冷凍干燥法得到的多孔材料多為 多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的小球，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的粗細(xì)、小球的大小取決于溶劑的選擇。 選擇性生物降解方法通常是通過(guò)兩相共混得到雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)，然后選擇性移除 其中某一組分，得到三維貫通的多孔材料，材料呈各向同性。快速成型法可以 通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)并精確控制所需要的多孔形態(tài)以及多孔材料的外形。

1966年，W.R.Grace在研究水溶性或非水溶性填料粒子增強(qiáng)聚乙烯(PE)的 過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，拉伸后的PE在粒子周?chē)撜钞a(chǎn)生孔洞，且此孔洞能夠隨拉伸的進(jìn) 行穩(wěn)定發(fā)展，形成多孔材料。自此，拉伸成孔法便以制備過(guò)程簡(jiǎn)單、條件可控 等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在PP、PE、PS等高聚物材料中得到了進(jìn)一步的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的聚乳酸多孔材料的制備方法中引入有機(jī)溶 劑、致孔劑殘留、孔結(jié)構(gòu)難以控制以及多孔材料機(jī)械強(qiáng)度不高的技術(shù)問(wèn)題，而 提供一種聚乳酸多孔材料及其制備方法。

本發(fā)明首先提供一種聚乳酸多孔材料，該多孔材料具有沿同一方向平行排 列的橄欖形多孔形態(tài)，或者具有沿平面層層交錯(cuò)排列的圓形多孔形態(tài)。

優(yōu)選的是，所述的橄欖型多孔中，橄欖型孔的長(zhǎng)軸為5～200μm。

優(yōu)選的是，所述的圓形多孔中，圓形孔的半徑為5～200μm。

本發(fā)明還提供一種聚乳酸多孔材料的制備方法，包括：

步驟一：將聚乳酸與淀粉粒子復(fù)合，得到聚乳酸/淀粉復(fù)合材料；

步驟二：將步驟一得到的聚乳酸/淀粉復(fù)合材料經(jīng)單向或雙向拉伸，得到拉 伸后的聚乳酸/淀粉復(fù)合材料；

步驟三：將步驟二得到的拉伸后的聚乳酸/淀粉復(fù)合材料經(jīng)過(guò)降解，得到聚 乳酸多孔材料。

優(yōu)選的是，所述的步驟一淀粉粒子為玉米淀粉粒子、大米淀粉粒子或者馬 鈴薯淀粉粒子中的一種或多種。

優(yōu)選的是，所述的步驟一復(fù)合材料中淀粉粒子含量為20～60wt％。

優(yōu)選的是，所述的步驟一復(fù)合為在密煉機(jī)或者擠出機(jī)中熔融共混。

優(yōu)選的是，所述的步驟二拉伸溫度為60～75℃。

優(yōu)選的是，所述的步驟二拉伸速率為5～40mm/min。

優(yōu)選的是，所述的步驟二拉伸倍率為150％～500％。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明首先提供一種聚乳酸多孔材料，該多孔材料具有沿同一方向平行排 列的橄欖形多孔形態(tài)，或者具有沿平面層層交錯(cuò)排列的圓形多孔形態(tài)。該多孔 材料中孔與孔之間均可以達(dá)到良好的貫通，孔隙率可以達(dá)到80％，且該聚乳酸 多孔材料具有優(yōu)良的壓縮和彎曲性能，其彎曲性能與聚丙烯相近。

本發(fā)明還提供一種聚乳酸多孔材料的制備方法，該方法采用純植物來(lái)源的 天然淀粉顆粒做致孔劑，避免由于致孔劑殘留而在組織工程應(yīng)用中引起的炎癥 反應(yīng)，該方法采用通過(guò)選擇性生物降解的方法除去致孔劑，避免引入有機(jī)溶劑， 制備過(guò)程清潔環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1玉米淀粉含量為20wt％，拉伸倍率為250％時(shí)制備的 PLA/玉米淀粉復(fù)合物的多孔材料的掃描電鏡圖。