[發明專利]一種含丙交酯的聚乳酸中羥值的測試方法及其應用

有效

• 申請號: 202010399590.5
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111458453B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 邱化敏;王家發;周蕓;李晶;孫雙翼;喬義濤
• 申請（專利權）人: 萬華化學（四川）有限公司;萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: G01N31/16
• 分類號: G01N31/16
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 張笑笑

本發明屬于聚合物分析測試領域，特別涉及一種含丙交酯的聚乳酸中羥值的測試方法及其應用，該測試方法包括：(1)將待測樣品與含有機堿的酸酐溶液接觸，進行加熱回流處理；之后冷卻至溫度≤30℃，加水進行水解反應；再進行堿標準溶液滴定；按照如上相同的步驟進行空白樣的操作；通過兩者的滴定測試值，獲得待測樣品的表觀羥值；(2)將待測樣品與有機堿接觸，進行加熱回流處理；之后冷卻至溫度≤30℃，加水進行水解反應；再進行堿標準溶液滴定，獲得其表觀酸值；(3)將表觀羥值與表觀酸值進行加和得到樣品的實際羥值。本發明的測試方法能夠準確、穩定地測得含丙交酯的聚乳酸中的羥值。

技術領域

本發明屬于聚合物分析測試領域，特別涉及一種含丙交酯的聚乳酸中羥值的測試方法及其應用。

背景技術

隨著人們對能源消耗和環境保護的日益重視，聚乳酸受到越來越多的關注。聚乳酸(Polylactic acid或polylactide，簡稱PLA)是一種生物可降解聚酯，在紡織、食品包裝、藥物緩釋、組織工程等方面有著重要應用，而且其復合材料在汽車內飾、建筑材料等領域也有著廣闊應用前景。

通常，PLA主要由丙交酯開環聚合制備得到，反應式如下所示：

開環聚合法制備PLA以丙交酯為單體，通常需要在聚合過程中加入起始劑和催化劑。起始劑通常為醇(以下用ROH表示)。

例如，專利文件CN104892916A公開了以乙醇或月桂醇為起始劑制備高分子量聚乳酸的聚合方法。在開環聚合法制備高分子量聚乳酸中，目標產物PLA的數均分子量(Mn)滿足：

其中，

[MO]為單體的摩爾數，M_mo為單體的摩爾質量；[MO]＝m_mo/M_mo，m_mo為單體的質量；

[ROH]為起始劑的摩爾數，M_ROH為起始劑的分子量；[ROH]＝m_ROH/M_ROH，m_ROH為起始劑的質量。

開環聚合法的特點之一是，產品的分子量對起始劑(例如，醇)的用量極為敏感，并且目標分子量越高，所需醇的用量越少，對醇的含量波動越敏感。為了提高生產的穩定性，必須精確測定聚合體系中的醇的含量。

開環聚合過程中，醇在引發聚合后即被消耗，因此無法使用氣相色譜等方式直接測定聚合過程中起始劑(例如，醇)的實際用量。但是，根據開環聚合原理，起始劑(例如，醇)中的羥基并不會在聚合反應中被消耗，所得聚合物為羥基封端。因此，可以直接測定體系中的羥基含量，進而計算聚合體系中所得產物的理論分子量等重要指標。

常規聚合物體系中的羥值，可以通過HGT 2709《聚酯多元醇中羥值的測定》或者GBT 12008.3《塑料聚醚多元醇第3部分：羥值的測定》的方法進行測定。含丙交酯的聚乳酸聚合體系中，包括羥基封端的聚乳酸和未反應的丙交酯。聚乳酸分子結構中包含酯基和羥基，丙交酯中只包含酯基而不含有羥基。聚酯多元醇分子結構中同樣包含酯基和羥基。因此，聚乳酸聚合體系與聚酯多元醇體系更為接近。

然而，實際測試中發現，無論是使用HGT 2709《聚酯多元醇中羥值的測定》還是GBT12008.3《塑料聚醚多元醇第3部分：羥值的測定》的方法，均無法準確、穩定地測得含丙交酯的聚乳酸聚合體系的羥值。因此，有必要針對含丙交酯的聚乳酸聚合體系的特點，有針對性地開發一種可準確測試其體系中羥值的方法。

發明內容

本發明的目的在于，針對含丙交酯的聚乳酸聚合體系在羥基含量測試中的特殊性，提供一種含丙交酯的聚乳酸中羥值的測試方法及其應用，該測試方法能夠準確、穩定地測得含丙交酯的聚乳酸中的羥值，并在已知起始劑官能度的情況下獲得含丙交酯的聚乳酸聚合體系的理論數均分子量。