[發明專利]抗紫外聚乳酸的制備方法

在審

• 申請號: 202211046712.8
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115477745A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 李春紅;姚文濤;陳清文;黃昊飛;秦浩然;勞含章;林園園;盛浩強;劉笑言;張彩云;孟志鵬;李富強;姜兆輝;傅忠君;王鳴
• 申請（專利權）人: 山東理工大學;北京朗凈匯明生物科技有限公司
• 主分類號: C08G63/83
• 分類號: C08G63/83;C08G63/08
• 代理公司: 淄博啟智達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 任永哲

本發明屬于聚乳酸制備技術領域，具體涉及一種抗紫外聚乳酸的制備方法。氮氣保護下，金屬配合物催化劑、ROH與丙交酯在溶劑中進行聚合反應，得到抗紫外聚乳酸。本發明采用了具有抗紫外功能的苯并三唑衍生物作為催化劑配體，從而實現了丙交酯在催化聚合過程中直接將抗紫外分子以共價鍵的形式與聚乳酸高分子鏈接在一起，能夠顯著提高抗紫外功能性聚乳酸產品的均勻性、穩定性和牢度性能，實現高分子材料制備與功能化一步完成，簡化生產工藝，降低工業成本，拓展了聚乳酸的使用范圍。

技術領域

本發明屬于聚乳酸制備技術領域，具體涉及一種抗紫外聚乳酸的制備方法。

背景技術

聚乳酸(Polylactic acid，PLA)，又稱聚丙交酯，是一種可完全生物降解的聚酯類高分子材料；其由乳酸縮聚制得，目前多以玉米等含淀粉生物質或秸稈纖維素為原料，發酵生產乳酸，將乳酸制備成環狀二聚體丙交酯，再將丙交酯開環聚合生產聚乳酸；其不以石油為原料，只以通過植物的光合作用形成的生物質可再生資源為原料，約2噸玉米就可以生產1噸聚乳酸，約3噸玉米秸稈、麥草秸稈就可以生產1噸聚乳酸，取之不盡、用之不竭。理論上聚乳酸制品的廢棄物可被自然界中微生物分解成二氧化碳和水，二氧化碳和水通過植物光合作用，形成生物質并繼續成為聚乳酸發酵的原料，因此聚乳酸是目前世界公認的環境友好材料。

由于紫外線過量照射會引發許多人體疾病，目前為止，抗紫外性紡織材料的研究和制備從來沒有停止過。具有抗紫外功能性聚乳酸材料不僅可以擁有良好的紫外吸收性能，還實現了綠色環保、易于降解的發展需求，但目前還并未實現大規模應用。研究者們普遍利用抗紫外無機納米材料，如二氧化鈦、二氧化硅等，摻雜在聚乳酸低聚物中生產抗紫外功能性聚乳酸，這種方法實現了聚乳酸抗紫外性能的提升，但制得的抗紫外性聚乳酸的穩定性差、結晶性能較差、牢度低。還有研究者采用了熔融共混的方法制取抗紫外功能性聚乳酸，例如中國專利CN109401250A公開一種抗紫外聚乳酸復合材料及其制備方法，抗紫外聚乳酸復合材料由包括以下重量份組分的原料熔融共混制成：聚左旋乳酸100份；聚右旋乳酸5～25份；抗紫外無機納米材料2～5份；所述抗紫外無機納米材料包括二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、二氧化鈰和氧化亞銅中的至少三種；所述熔融共混的溫度高于聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的熔點，低于立構復合型聚乳酸的熔點。該專利采用低溫熔融加工，該溫度下一旦形成立構復合型聚乳酸晶體，便會以固相的形式分散在聚乳酸樹脂中，原位形成的立構復合型聚乳酸晶體與添加到聚乳酸樹脂中的特定抗紫外無機納米材料碰撞，使這些納米材料均勻分散于聚乳酸樹脂中，不僅有效提高了復合材料的抗紫外性能，還加快了聚左旋乳酸結晶，改善了復合材料的結晶性能；但該專利對工藝條件及設備精度要求較高，操作過程較為復雜。

針對抗紫外性能聚乳酸生產工藝普遍存在的工藝繁瑣、能耗較大、污染環境、穩定性差等缺點，亟需提供一種性能優良、結構穩定、工藝簡單的抗紫外聚乳酸的制備方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗紫外聚乳酸的制備方法，實現了抗紫外分子與聚乳酸高分子鏈之間的共價鍵結合，提供了更加環保、簡便的生產工藝，顯著提升了抗紫外線功能性聚乳酸的耐久性和各項牢度，滿足了市場對抗紫外功能性聚乳酸紡織品的需要。

本發明所述的抗紫外聚乳酸的制備方法是氮氣保護下，金屬配合物催化劑、ROH與丙交酯在溶劑中進行聚合反應，得到抗紫外聚乳酸。

所述的金屬配合物催化劑的結構式如下：

Anti-UV-M-Anti-UV

其中，M為金屬，Anti—UV為抗紫外配體，上述結構式代表M與Anti—UV相連。

所述的M為鎂或鋅。

所述的Anti—UV的結構式如下：