[發(fā)明專利]一種改性聚乳酸材料的制備方法

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• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN113004668A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱廣俊;雷玲;張黃榮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京科技職業(yè)學(xué)院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L3/04;C08K3/22;C08G63/91
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本發(fā)明涉及一種改性聚乳酸(PLA)復(fù)合材料的制備方法。先將水楊酸與氟化硼、乙醚混合加熱反應(yīng)，所得產(chǎn)物再接著與乙酸乙酯混合加熱反應(yīng)，制得水楊酸內(nèi)酯二聚體。再將聚乳酸與水楊酸內(nèi)酯二聚體、乙醚混合加熱反應(yīng)，制得改性聚乳酸。改性后的聚乳酸分子主鏈中引入了苯環(huán)，使聚乳酸的主鏈強(qiáng)度增大，從而提高了聚乳酸的力學(xué)性能。最后將改性聚乳酸與納米氧化鋅攪拌反應(yīng)，制得一種改性聚乳酸復(fù)合材料，提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，該聚乳酸復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

目前所使用的高分子材料如PE，PP，PVC，PS等大多數(shù)都有很好的穩(wěn)定性，在自然界中難以降解，這給環(huán)境造成很大污染，因此人們對研究生物可降解材料極為重視。其中，被稱為“綠色塑料”的聚乳酸(PLA)，由于其良好的生物可降解性和生物相容性，已得到人們的廣泛關(guān)注和研究。

聚乳酸(PLA)是20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的新一代可完全降解高分子材料，它是以微生物發(fā)酵產(chǎn)物(左)L-乳酸為單體，用化學(xué)合成方法聚合而成的，是熱塑性脂肪族樹脂的一種。聚乳酸具有優(yōu)良的生物相容性和可吸收性，無毒、無刺激性，它在自然界中的微生物、水、酸、堿等作用下能完全分解，最終產(chǎn)物是CO2和H2O，對環(huán)境無污染，可作為環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚合物材料，受到了世界各國的廣泛關(guān)注和深入研究。

聚乳酸的合成主要有兩種方法：間接法即丙交酯開環(huán)聚合法(ROP法)；直接聚合法(PC法)。由于聚乳酸本身的分子結(jié)構(gòu)具有如下局限性（從而限制了聚乳酸的應(yīng)用）：聚乳酸屬于聚酯，為疏水性物質(zhì)，降低了它的生物兼容性；降解周期較難控制；聚合所得產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量分布過寬，韌性較差，缺乏柔性和彈性，極易彎曲變形。PLA的改性主要包括化學(xué)改性（共聚、接枝、復(fù)合、擴(kuò)鏈等）和物理改性（增塑、共混、填充、表面改性等）。所有改性的方法都是為了改善聚乳酸的性能，如親水性能，增容改性，增塑改性，耐熱改性，復(fù)合改性等。化學(xué)改性：主要是通過改變聚合物大分子或表面結(jié)構(gòu)改善其脆性、疏水性及降解速率等。物理改性一般不涉及PLA的基本結(jié)構(gòu)，具有經(jīng)濟(jì)、簡便易行的特點。

因此，本發(fā)明涉及一種改性聚乳酸復(fù)合材料的制備技術(shù)，對高分子復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前聚乳酸復(fù)合材料存在拉伸強(qiáng)度較低的問題，提供了一種改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：一種改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體制備步驟為：

1. 一種改性聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）稱取8～12g水楊酸固體放入裝有45～60mL乙醚的三口燒瓶中，再加入4～6 mL氟化硼，在回流狀態(tài)下加熱反應(yīng)3～4h，溫度為55～75℃，待冷卻至室溫后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31 %氯化鈉溶液洗滌，再加入40～50mL 乙酸乙酯混合反應(yīng)2～3h，制得水楊酸內(nèi)酯二聚體；

（2）稱取 5～8g聚乳酸和4～7g水楊酸內(nèi)酯二聚體混合于燒瓶中，向燒瓶中加入10～15mL無水乙醇混合攪拌反應(yīng)2～3h，攪拌反應(yīng)溫度為45～70℃；攪拌反應(yīng)后加入2～4g水楊酸粉末和3～5g過硫酸銨，再混合攪拌反應(yīng)1～2h，反應(yīng)結(jié)束后趁熱過濾，制得改性聚乳酸；

（3）按重量份數(shù)計，分別稱取改性聚乳酸、納米氧化鋅和二甲基亞砜混合置于反應(yīng)器中攪拌反應(yīng)，再添加過硫酸銨、攪拌保溫反應(yīng)，自然冷卻至室溫，出料，制得改性聚乳酸復(fù)合材料。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

步驟（1）所述的加熱反應(yīng)時間為2～4h；洗滌次數(shù)為6～8次,混合反應(yīng)時間為1～2h，攪拌溫度為50～70℃，攪拌時間為8～10min，攪拌反應(yīng)時間為3～5h。

3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：