[發(fā)明專(zhuān)利]聚乳酸以及制備聚乳酸的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010432532.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111450792B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佟毅;李義;劉志剛;郇月偉;許克家;崔兆寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林中糧生化有限公司;吉林中糧生物材料有限公司;中糧生物科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/18
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/18;C08G63/78;C08G63/08;C08K5/134;C08K5/526
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種聚乳酸以及制備聚乳酸的裝置和方法。所述裝置包括依次連接的丙交酯熔融罐、第一聚合反應(yīng)器、第二聚合反應(yīng)器和脫單體反應(yīng)器；所述脫單體反應(yīng)器包括電磁激振器、攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)和攪拌驅(qū)動(dòng)裝置，且所述攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述攪拌驅(qū)動(dòng)裝置相連接以對(duì)所述攪拌軸的攪拌頻率進(jìn)行調(diào)控，以及所述電磁激振器與通過(guò)振動(dòng)傳遞盤(pán)與所述攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接以使所述攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行軸向振動(dòng)。采用該裝置制備的聚乳酸中殘留的丙交酯含量為0.8‰；另外，聚乳酸轉(zhuǎn)化率高，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乳酸以及制備聚乳酸的裝置和方法。

背景技術(shù)

聚乳酸(PLA)已處于快速發(fā)展階段，部分企業(yè)雖已走上產(chǎn)業(yè)化之路，但是，聚乳酸工藝和方法以及質(zhì)量還有待提高。導(dǎo)致影響聚乳酸樹(shù)脂質(zhì)量問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面，一方面聚合生產(chǎn)PLA過(guò)程中，由于丙交酯存在熱老化和熱氧老化等副反應(yīng)，導(dǎo)致PLA切片L、a、b色值中的b值過(guò)高，得到的PLA切片呈微黃色；另一方面聚乳酸樹(shù)脂中丙交酯單體含量高，而這些未參加反應(yīng)的單體會(huì)通過(guò)增塑或解聚作用改變PLA產(chǎn)品的物理特性，從而影響產(chǎn)品的最終使用。

CN101186687A公開(kāi)了丙交酯開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)制備聚乳酸的方法，其中，以丙交酯為單體，以亞磷酸二羥基酯為催化劑，二者混合物在反應(yīng)溫度為25-280℃，真空或惰性氣體保護(hù)條件下，丙交酯發(fā)生開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)生成聚乳酸。

CN105348499A公開(kāi)了通過(guò)丙交酯開(kāi)環(huán)聚合制備聚乳酸的多級(jí)聚合方法，該方法包括：將熔融的L-丙交酯與復(fù)合催化劑體系在由波紋板型靜態(tài)混合器組成的環(huán)式靜態(tài)混合反應(yīng)裝置內(nèi)充分混合后，升高反應(yīng)裝置溫度進(jìn)行初步開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，之后，進(jìn)一步升高溫度制備L-聚乳酸。

CN103044664A公開(kāi)了一種丙交酯開(kāi)環(huán)聚合制備聚乳酸/納米金剛石復(fù)合材料的方法，該方法包括：將乳酸與催化劑常壓脫水后蒸餾，然后加入甘油常壓蒸餾，提純得到丙交酯；將丙交酯、催化劑、納米金剛石和高沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行反應(yīng)。

CN108610473A公開(kāi)了一種合成聚乳酸的方法，將乳酸和鋅類(lèi)催化劑反應(yīng)制得乳酸預(yù)聚物，然后加入季戊四醇和對(duì)甲苯磺酸，反應(yīng)后制得聚乳酸。

CN107922599A公開(kāi)了用于制備聚乳酸的方法，該方法在當(dāng)丙交酯或乳酸的聚合之后殘余的單體是相對(duì)于全部單體的1mol％至8mol％時(shí)的時(shí)間點(diǎn)添加具有空間位阻的酚。

CN106478928A公開(kāi)了聚乳酸通過(guò)丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法的制備方法，該方法采用雙功能活化引發(fā)/催化劑系催化丙交酯開(kāi)環(huán)聚合，得到純凈的白色粉末狀的聚乳酸。

CN101353417A公開(kāi)了由丙交酯類(lèi)單體合成聚乳酸類(lèi)材料的多級(jí)反應(yīng)連續(xù)聚合裝置。

CN103819658A公開(kāi)了一種生產(chǎn)具有低丙交酯單體含量的聚乳酸的方法。

但是，上述專(zhuān)利描述的均為常規(guī)聚合方法，多數(shù)僅適用于實(shí)驗(yàn)研究，其合成方法溶液聚合與實(shí)際生產(chǎn)偏差較大，存在反應(yīng)周期長(zhǎng)10-85h，轉(zhuǎn)化率低，第一次聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為10-40％，第二次聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為80-90％，成品丙交酯單體含量偏高約為10‰，且未針對(duì)聚乳酸黃度進(jìn)行說(shuō)明。

因此，研究和開(kāi)發(fā)聚乳酸的制備的方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的制備的聚乳酸不能產(chǎn)業(yè)化，反應(yīng)周期長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率低的問(wèn)題；聚乳酸中殘留的丙交酯含量偏高的問(wèn)題；以及成品聚乳酸色澤差的缺陷問(wèn)題，提供一種聚乳酸以及制備聚乳酸的裝置和方法，采用該裝置和方法制備的聚乳酸中殘留的丙交酯含量低達(dá)0.8‰；另外，聚乳酸轉(zhuǎn)化率高，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。