[發明專利]兼具氫鍵與成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202211238601.7
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115433325A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 陳祥迎;翟前超;姚遠;胡彬;劉慧;張忠潔
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C08F283/02
• 分類號: C08F283/02;C08F220/32;C08F234/00;C08L51/08
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 戴明虎;邵玉龍

本發明公開了兼具氫鍵與成核功能的PLA?g?(MH?co?GMA)接枝微粉、制備方法及應用，具體制備方法步驟如下：S1：MH?GMA混合溶液的制備：將馬來酰肼和甲基丙烯酸縮水甘油酯混合加熱至40?60℃，待馬來酰肼完全溶解后冷卻，即得MH?GMA的混合溶液A；S2：接枝反應：將聚乳酸、過氧化二苯甲酰和S1的混合溶液A加入甲基氯仿與二甲苯的混合溶劑中，加熱后進行接枝反應，得混合溶液B；S3：產物處理：向S2中反應后混合溶液B中加入丙酮，得懸濁液，再將懸濁液進行旋蒸，旋蒸后的產物經干燥、研磨和篩分，即得PLA?g?(MH?co?GMA)接枝微粉。本發明制備的PLA?g?(MH?co?GMA)微粉GMA的接枝率達到7.31％，接枝效率達到73.13％，MH的接枝率達到0.73％，接枝效率達到73.32％，D(50)達到8.79μm，D(90)達到19.36μm。

技術領域

本發明涉及接枝微粉制備技術領域，尤其涉及兼具氫鍵與成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉、制備方法及應用。

背景技術

聚乳酸是由乳酸開環聚合而得到的生物可降解材料，具有良好的抗溶劑性、透明性、光澤度等。然而，聚乳酸的拉伸性能較差，斷裂伸長率較低，沖擊性能較差等限制了其在各項領域中的應用。因此，需要對聚乳酸進行接枝改性來修飾其分子水平的化學結構，從而提升各項性能。除此之外，聚乳酸在應用于3D打印、粉末涂料以及木塑復合材料等領域時，伴隨著分散性較差的缺點。所以，需要對其進行超細化制備微粉來增強分散效果。

目前，對聚乳酸接枝的方法通常包括熔融接枝法、固相接枝法以及溶液接枝法。其中，專利CN105542089B中報道了以聚乳酸為原料，在引發劑作用下與馬來酸酐采用固相接枝的方法進行反應。該方法反應溫度低，反應容易控制，但是接枝率較低，通常僅有1％；專利CN112661911A中提到聚乳酸熔融接枝馬來酸酐。這種方法方便、高效，并且能夠持續工作，適用于工業生產，然而該方法中馬來酸酐殘留量較高，且不易去除；在專利CN104877085A中有聚乳酸溶液接枝方法的相關報道。此方法的接枝率較高，通常能達到10％，但是會產生大量廢水，不利于工業生產。

與此同時，目前對于聚乳酸微粉的制備方法主要包括機械粉碎法、直接合成法和溶解沉析法。專利CN102858859A中報道了在低溫機械粉碎機中制備聚乳酸微粉。該方法工藝簡單、產能較高，但是其需要大量深冷載體，產能較大；CN113698583A中提到將原料單體直接合成聚乳酸微粉。此方法所得聚乳酸純度較高、粒徑可控，然而此工藝要求十分嚴格，目前還處于試探性階段中；專利CN103172894A利用溶劑溶解聚乳酸，再用沉淀劑進行固液分離，干燥后得到聚乳酸微粉。該方法操作便利，條件溫和，但是所得微粉粒徑分布范圍較寬。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了兼具氫鍵與成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉、制備方法及應用。

本發明提出的兼具氫鍵與成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉的制備方法，方法步驟如下：

S1：MH-GMA混合溶液的制備

將馬來酰肼(MH)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)混合加熱至40-60℃，待馬來酰肼完全溶解后冷卻，即得MH-GMA的混合溶液A；

S2：接枝反應

將聚乳酸(PLA)、過氧化二苯甲酰(BPO)和S1的混合溶液A加入甲基氯仿(MC)與二甲苯(DMB)的混合溶劑中，加熱后進行接枝反應，得混合溶液B；

S3：產物處理

向S2中反應后混合溶液B中加入丙酮(AC)，得懸濁液，再將懸濁液進行旋蒸，旋蒸后的產物經干燥、研磨和篩分，即得PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉。

優選地，S1中甲基丙烯酸縮水甘油酯與馬來酰肼質量比為10:(0.3-1)。