[發明專利]聚乳酸多元醇的制備方法

在審

• 申請號: 201710098161.2
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106832244A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 余海斌;顧林;李輝;鄭艷
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08G63/87
• 分類號: C08G63/87;C08G63/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本發明涉及一種聚乳酸多元醇的制備方法。

背景技術

聚酯多元醇是合成聚氨酯的一種重要原料，它通常由石油基的二元醇和二元酸縮聚得到。隨著石油資源的日益消耗，利用生物基原料制備聚酯多元醇已受到學術界和工業上的普遍關注。生物基聚乳酸(PLA)是以淀粉等發酵的乳酸為原料化學合成的一類高分子材料，其具有完全生物降解、良好生物相容性、可再生等特點，在自然界的微生物等作用下可完全分解、最終分解為CO₂和水，能夠實現生態平衡循環。石朔等人用有機錫金屬催化劑在鏈轉移劑下催化丙交酯聚合，得到了線型和星型的PLA多元醇(高分子材料科學與工程,2016,4,1-6)。然而金屬催化劑在PLA多元醇中的痕量殘留和細胞毒性，限制了其在包裝、生物醫學及微電子領域的應用。因此，如何利用無毒、高效的有機化合物催化制備PLA多元醇以滿足其應用要求成為生物可降解材料合成方面的研究熱點。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種聚乳酸多元醇的制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種聚乳酸多元醇的制備方法，其包括：

以有機化合物作為催化劑，以多元醇化合物作為鏈轉移劑，催化丙交酯進行聚合反應，獲得聚乳酸多元醇。

在一些實施方案中，所述催化劑包括4-二甲氨基吡啶、1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、7-甲基-1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯、磷腈、硫脲中的任意一種或兩種以上的組合。

在一些實施方案中，所述丙交酯包括L-丙交酯、D-丙交酯、DL-丙交酯中的任意一種或兩種以上的組合。

在一些實施方案中，所述多元醇化合物包括脂肪族多元醇、脂環族多元醇和芳香族多元醇中的任意一種或兩種以上的組合。

優選的，所述脂肪族多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十二烷二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、季戊四醇、三羥甲基丙烷、甘油中的任意一種或兩種以上的組合。

優選的，所述脂環族多元醇包括環己二醇、環己二甲醇、三環十二碳二甲醇、十二碳環烷二醇、螺環二醇中的任意一種或兩種以上的組合。

優選的，所述芳香族多元醇包括對苯二甲醇、鄰苯二甲醇、間苯二甲醇、對苯二酚雙羥乙基醚、間苯二酚雙羥乙基醚中的任意一種或兩種以上的組合。

在一些實施方案中，所述丙交酯與多元醇化合物的摩爾比為(2～25)∶1。

優選的，所述催化劑與丙交酯的質量比為(1.0×10^-4～5.0×10^-3)∶1。

在一些實施方案中，所述聚合反應的溫度為100～180℃，優選為120～160℃。

優選的，所述聚合反應的時間為1～10小時，優選為3～6小時。

進一步的，所述制備方法包括：于保護性氣氛中進行所述聚合反應。

進一步優選的，所述保護性氣氛包括氮氣氣氛。

在一些實施方案中，所述制備方法包括：將催化劑、多元醇化合物和丙交酯混合，并在保護性氣氛中于100～180℃進行聚合反應，獲得聚乳酸多元醇。

優選的，在所述制備方法中，丙交酯的單體轉化率大于95％。

優選的，在所述制備方法中，催化劑的催化活性大于1kg/g。

進一步的，所述聚乳酸多元醇的分子量為500g/mol～10000g/mol，分子量分布為1.1～1.5。

與現有技術相比，本發明的優點包括：

(1)本發明提供的聚乳酸多元醇的制備方法以有機化合物為催化劑，以多元醇化合物為鏈轉移劑，在較溫和的聚合條件下催化丙交酯聚合，丙交酯的單體轉化率大于95％，有機化合物催化劑具有無毒、高效的特點，催化活性大于1kg/g，反應過程沒有產生有毒副產物，步驟簡單易行，是一種綠色環保的制備工藝；

(2)利用本發明的制備方法獲得的聚乳酸多元醇分子量為500g/mol～10000g/mol，分子量分布為1.1～1.5，生物可降解好，可以滿足其應用要求用于生物可降解材料的合成。

具體實施方式

鑒于現有技術的不足，本案發明人經長期研究和大量實踐，得以提出本發明的技術方案，其主要是以有機化合物為催化劑，以多元醇化合物為鏈轉移劑，在較溫和的聚合條件下催化丙交酯聚合，得到聚乳酸多元醇。如下將對該技術方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。