CN103772928B - 聚乳酸立体复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚乳酸立体复合物,以第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物为原料混合制备聚乳酸立体复合物,本发明制备得到的聚乳酸立体复合物不仅耐高温,而且柔韧性很好;此外,本发明提供的聚乳酸立体复合物的生物降解性和成型加工性优异,且制备方法简单,适于工业化。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种聚乳酸立体复合物及其制备方法。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种熔点为160℃~180℃的结晶性高分子材料,由于其具有优异的透明性和生物降解性能,因而有望取代传统塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等在容器、薄膜等包装材料领域以及土工布、农膜等难以回收的农林园艺、土木建筑等材料领域的应用。但是由于聚乳酸制品的热变形温度(HDT)只有58℃左右,远远低于通用塑料PS和PP,使其应用受到了很大的限制,比如用作包装容器时,不适于加工成要求耐热的容器如饭盘、汤碗、杯子等,不能用于微波炉等加热仪器的容器。即使用作无耐热要求的管材、建材、板、文具、箱盒、预付卡及卡等材料,在夏季的仓库保管及运输中也有可能发生变形以至于丧失其使用价值,因此,对于实际的应用而言需要具有100℃以上的高热变形温度,对于暴露于高温下的汽车产品领域则要更高的热变形温度,所以改善PLA的耐热性对于拓宽PLA应用领域非常重要。
近年来,通过将PLLA和PDLA形成立体复合物(Stereocomplex),其熔点可高达230℃,解决了聚乳酸树脂的耐热性问题,但是聚乳酸树脂的柔韧性却没有明显的改善,进而限制了聚乳酸的应用,如:专利CN101970527A公开了一种PLA立体复合物的制备方法,首先制备聚L-PLA和聚D-PLA的低聚物,混合形成立体复合物,然后通过异氰酸酯将聚L-PLA和聚D-PLA的低聚物连接形成高分子量嵌段共聚物,该方法提供了有效制备PLA立体了复合物的方法,可以避免高的加工温度,但异氰酸酯价格高,毒性大,活性高,反应时不易控制,且易与水反应,不利于贮存,同时制备的聚乳酸立体复合物的柔韧性也不好;专利CN101522755A也提供了一种立体复合物晶体生长的聚乳酸的制备方法,具体为首先将包含相同手性的乳酸单元的第一丙交酯开环聚合物得到第一聚乳酸,并在减压下自熔融状态的第一聚乳酸中去除丙交酯,得到纯化的聚乳酸,然后再将手性不同于第一丙交酯的第二丙交酯开环聚合得到第二聚乳酸,在减压下自熔融状态的第二聚乳酸中去除丙交酯,得到纯化的第二聚乳酸;该方法可提供高熔点和高分子量,即使反复熔融和结晶化,立体复合物晶体也生长的聚乳酸的制备方法,但制备的聚乳酸立体复合物柔韧性还是没有明显的改善。
因此,在实际应用中,寻求一种耐高温且高韧性的PLA立体复合物的是满足PLA大规模产业化的需要。
发明内容
有鉴于此,本发明所要解决的问题在于提供一种聚乳酸立体复合物及其制备方法,本发明提供的聚乳酸立体复合物不仅耐高温,而且柔韧性好。
本发明提供了一种聚乳酸立体复合物,
由第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合制得;
所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物可以相同或不同。
优选的,所述第一聚乳酸嵌段共聚物为一种或几种聚乳酸嵌段共聚物;
所述聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段。
优选的,所述第二聚乳酸嵌段共聚物为一种或几种聚乳酸嵌段共聚物;
所述聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段。
优选的,所述聚乳酸嵌段共聚物中的脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比为(5~95):(95~5)。
优选的,所述聚乳酸嵌段共聚物具有式(I)结构、式(II)结构、式(III)结构或式(IV)结构;
其中,0<p≤1600,0<n≤1600,20≤p+n≤1600,n:p=(5~95):(95~5),20≤m≤300,2≤i≤12,0≤j≤12,且p、n、m、i和j在式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)中的取值可以相同或不同。
优选的,所述聚乳酸链段为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种。
优选的,所述脂肪族聚酯链段由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成。
优选的,所述第一聚乳酸嵌段共聚物和所述乳酸类聚合物的质量比为(5~95):(95~5)。
优选的,所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物相同时,所述第二聚乳酸嵌段共聚物中至少有一种聚乳酸嵌段共聚物包括脂肪族聚酯链段、D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段。
本发明还提供了一种聚乳酸立体复合物的制备方法,包括:
由第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合,加热,熔融,得到聚乳酸立体复合物;
所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物可以相同或不同。
与现有技术相比,本发明提供了一种聚乳酸立体复合物,本发明以第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物为原料混合制备聚乳酸立体复合物,所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段,所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物,所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段,使得到的聚乳酸立体复合物结晶度高,进而使得聚乳酸立体复合物的熔点高;同时,由于聚乳酸嵌段共聚物中还含有脂肪族聚酯嵌段,增强了聚乳酸立体复合物的柔韧性,实验结果表明,本发明提供的聚乳酸立体复合物的熔点均在200℃以上,断裂伸长率高达185%;此外,本发明提供的聚乳酸立体复合物的生物降解性和成型加工性优异,且制备方法简单,适于工业化。
附图说明
图1为本发明实施例1-1提供的聚乳酸立体复合物的应力应变曲线;
图2为本发明实施例1-2提供的聚乳酸立体复合物的升温曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种聚乳酸立体复合物,
由第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合制得;
所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物可以相同或不同。
其中,所述第一聚乳酸嵌段共聚物和所述乳酸类聚合物的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(10~90):(90~10),最优选为(20~80):(80~20);所述聚乳酸优选为聚右旋乳酸和聚左旋乳酸中的一种或两种;其中,由第一聚乳酸嵌段共聚物和聚乳酸混合制备复合物时,所述第一聚乳酸嵌段共聚物中只含有一种构型的聚乳酸链段时,所述聚乳酸的构型与所述聚乳酸链段的构型不同;本发明所述的聚乳酸立体复合物中同时含有D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段;且聚乳酸立体复合物中的D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段可以在同一个嵌段共聚物中也可以在不同的嵌段共聚物中。
所述脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(15~85):(85~15),最优选为(30~70):(70~30);所述聚乳酸链段优选为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种;所述D-聚乳酸链段中的乳酸单元由99-100%D-乳酸单元,0-1%L-乳酸单元或乳酸以外的共聚成分单元构成:所述L-聚乳酸链段中的乳酸单元由99-100%L-乳酸单元,0-1%D-乳酸单元或乳酸以外的共聚成分单元构成;所述脂肪族聚酯链段优选由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成,更优选由C3~C10的二酸与C3~C10的二醇缩聚而成,最优选由C4~C8的二酸与C4~C8的二醇缩聚而成。
本发明所述第一聚乳酸嵌段共聚物优选为一种或几种聚乳酸嵌段共聚物,所述聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;所述聚乳酸嵌段共聚物的数均分子量优选为1×104g/mol~1.5×105g/mol,更优选为1.5×104g/mol~1.2×105g/mol,最优选为2×104g/mol~9×104g/mol,最最优选为2.4×104g/mol~7×104g/mol;所述聚乳酸嵌段共聚物的熔点优选为130~180℃;所述脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(15~85):(85~15),最优选为(30~70):(70~30);所述聚乳酸链段优选为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种;所述脂肪族聚酯链段优选由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成,更优选由C3~C10的二酸与C3~C10的二醇缩聚而成,最优选由C4~C8的二酸与C4~C8的二醇缩聚而成;所述第二聚乳酸嵌段共聚物优选为一种或几种聚乳酸嵌段共聚物,所述聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;所述聚乳酸嵌段共聚物的数均分子量优选为1×104g/mol~1.5×105g/mol,更优选为1.5×104g/mol~1.2×105g/mol,最优选为2×104g/mol~9×104g/mol,最最优选为2.4×104g/mol~7×104g/mol;所述聚乳酸嵌段共聚物的熔点优选为130~180℃;所述脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(15~85):(85~15),最优选为(30~70):(70~30);所述聚乳酸链段优选为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种;所述脂肪族聚酯链段优选由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成,更优选由C3~C10的二酸与C3~C10的二醇缩聚而成,最优选由C4~C8的二酸与C4~C8的二醇缩聚而成;本发所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物可以相同或不同,所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物相同时,所述第二聚乳酸嵌段共聚物中优选至少有一种聚乳酸嵌段共聚物包括脂肪族聚酯链段、D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段。
具体的,所述聚乳酸嵌段共聚物优选具有式(I)结构、式(II)结构、式(III)结构或式(IV)结构,
其中,0<p≤1600,0<n≤1600,20≤p+n≤1600,n:p=(5~95):(95~5),20≤m≤300,2≤i≤12,0≤j≤12,且p、n、m、i和j在式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)中的取值可以相同或不同;所述n与p优选满足以下条件:
n:p=(15~85):(85~15),更优选为n:p=(30~70):(70~30),最优选为n:p=(40~60):(60~40);所述n+p优选满足以下条件:40≤p+n≤1400,更优选为60≤p+n≤1200;所述m优选满足以下条件:40≤m≤250,更优选为80≤m≤200。
进一步的,所述聚乳酸立体复合物可以由具有式(I)结构、式(II)结构、式(III)结构和式(IV)结构的聚乳酸嵌段共聚物中的两种或几种混合制得;或由具有式(II)结构或式(IV)结构的聚乳酸嵌段共聚物自混合制得;或由具有式(I)结构、式(II)结构、式(III)结构和式(IV)结构的聚乳酸嵌段共聚物中的一种或几种聚乳酸嵌段共聚物与聚乳酸共混合制得。
本发明还提供了一种聚乳酸立体复合物的制备方法,包括:
由第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合,加热,熔融,得到聚乳酸立体复合物;
所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物可以相同或不同。
本发明将第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合,加热,得到聚乳酸立体复合物;本发明所述的混合可以是加热熔融混合或在溶剂中充分溶解混合,所述混合在溶剂中充分溶解混合时,所述溶剂为二氯甲烷,氯仿,四氯化碳,二氯乙烷,四氯乙烷,戊烷,己烷,环己烷,庚烷,二甲氧基乙烷,1-氯丁烷,乙醚,石油醚,三乙胺,丙酮,甲基异丁酮,甲基乙基酮,二乙基酮,邻二甲苯,间二甲苯,对二甲苯,甲苯,苯,THF,N,N-二甲基乙酰胺,DMF,吡啶,苯甲腈,1-甲基-2-吡咯烷酮,乙酸酐,DMSO,氯苯,二氯化碳,1,2-二氯苯,硝基甲烷和六氟异丙醇中的一种或几种;所述加热的温度为20~120℃;所述混合为加热熔融混合时,所述加热的温度为200~250℃,优选为205~230℃,所述混合的时间为3~30分钟,优选为5~20分钟;其中,所述第一聚乳酸嵌段共聚物和所述乳酸类聚合物的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(10~90):(90~10),最优选为(20~80):(80~20);所述聚乳酸嵌段共聚物的数均分子量优选为1×104g/mol~1.5×105g/mol,更优选为1.5×104g/mol~1.2×105g/mol,最优选为2×104g/mol~9×104g/mol,最最优选为2.4×104g/mol~7×104g/mol;所述聚乳酸优选为聚右旋乳酸和聚左旋乳酸中的一种或两种;其中,由第一聚乳酸嵌段共聚物和聚乳酸混合制备复合物时,所述第一聚乳酸嵌段共聚物中只含有一种构型的聚乳酸链段时,所述聚乳酸的构型与所述聚乳酸链段的构型不同;本发明对反应的混合的装置没有特殊要求,如可以为密炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
所述脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(15~85):(85~15),最优选为(30~70):(70~30);所述聚乳酸链段优选为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种;所述脂肪族聚酯链段优选由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成,更优选由C3~C10的二酸与C3~C10的二醇缩聚而成,最优选由C4~C8的二酸与C4~C8的二醇缩聚而成。
本发明所述第一聚乳酸嵌段共聚物优选为一种或几种聚乳酸嵌段共聚物,所述聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;所述聚乳酸嵌段共聚物的数均分子量优选为1×104g/mol~1.5×105g/mol,更优选为1.5×104g/mol~1.2×105g/mol,最优选为2×104g/mol~9×104g/mol,最最优选为2.4×104g/mol~7×104g/mol;所述聚乳酸嵌段共聚物的熔点优选为130~180℃;所述脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(15~85):(85~15),最优选为(30~70):(70~30);所述聚乳酸链段优选为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种;所述脂肪族聚酯链段优选由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成,更优选由C3~C10的二酸与C3~C10的二醇缩聚而成,最优选由C4~C8的二酸与C4~C8的二醇缩聚而成;所述第二聚乳酸嵌段共聚物优选为一种或几种聚乳酸嵌段共聚物,所述聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;所述聚乳酸嵌段共聚物的数均分子量优选为1×104g/mol~1.5×105g/mol,更优选为1.5×104g/mol~1.2×105g/mol,最优选为2×104g/mol~9×104g/mol,最最优选为2.4×104g/mol~7×104g/mol;所述聚乳酸嵌段共聚物的熔点优选为130~180℃;所述脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比优选为(5~95):(95~5),更优选为(15~85):(85~15),最优选为(30~70):(70~30);所述聚乳酸链段优选为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种;所述脂肪族聚酯链段优选由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成,更优选由C3~C10的二酸与C3~C10的二醇缩聚而成,最优选由C4~C8的二酸与C4~C8的二醇缩聚而成;本发所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物可以相同或不同,所述第一聚乳酸嵌段共聚物与所述第二聚乳酸嵌段共聚物相同时,所述第二聚乳酸嵌段共聚物中优选至少有一种聚乳酸嵌段共聚物包括脂肪族聚酯链段、D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段。
具体的,所述聚乳酸嵌段共聚物优选具有式(I)、式(II)结构、式(III)或式(IV)结构,
其中,0<p≤1600,0<n≤1600,20≤p+n≤1600,n:p=(5~95):(95~5),20≤m≤300,2≤i≤12,0≤j≤12,且p、n、m、i和j在式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)中的取值可以相同或不同;所述n与p优选满足以下条件:
n:p=(15~85):(85~15),更优选为n:p=(30~70):(70~30),最优选为n:p=(40~60):(60~40);所述n+p优选满足以下条件:40≤p+n≤1400,更优选为60≤p+n≤1200;所述m优选满足以下条件:40≤m≤250,更优选为80≤m≤200。
进一步的,所述聚乳酸立体复合物可以由具有式(I)结构、式(II)结构、式(III)结构和式(IV)结构的聚乳酸嵌段共聚物中的两种或几种混合制得;或由具有式(II)结构或式(IV)结构的聚乳酸嵌段共聚物自混合制得;或由具有式(I)结构、式(II)结构、式(III)结构和式(IV)结构的聚乳酸嵌段共聚物中的一种或几种聚乳酸嵌段共聚物与聚乳酸共混合制得。
本发明对聚乳酸嵌段共聚物的制备方法没有特殊限制,可以为分步合成法或连续合成法,本发明优选使用连续合成法,以制备具有式(I)结构和式(II)结构的化合物为例,其反应历程如下:
具体的,本发明优选按照以下方法制备:
将脂肪族聚酯与D-型丙交酯在催化剂作用下进行反应,得到具有式(I)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物;
将具有式(I)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物与L-型丙交酯在催化剂下反应,得到具有式(II)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸-左旋聚乳酸嵌段共聚物。
本发明将脂肪族聚酯与D-型丙交酯在催化剂作用下进行聚合反应,所述催化剂优选为异丙醇铝、二乙烯基锌、乙酸亚锡、氯化亚锡或辛酸亚锡;更优选为辛酸亚锡,所述催化剂与所述脂肪族聚酯的质量比优选为(0.01~1):100;所述反应的温度优选为100~160℃,更优选为120~140℃;所述反应的时间优选为5~48小时,更选为10~24小时;为了反应更好的进行,本发明优选在氮气或氩气保护氛围下进行反应;为了得到纯度高的聚合物,本发明优选将反应完毕的反应液进行脱挥,除去多余的丙交酯,得到具有式(I)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物;本发明对脱挥的方法没有特殊限制,可以减压脱挥或通氮气脱挥;本发明对聚合的方法没有特殊限制,可以为本体聚合或溶液聚合,所述溶液聚合的溶剂优选为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯、苯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、苯甲腈、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸酐、DMSO、氯苯和十氢萘中的一种或几种;本发明优选采用本体聚合。
本发明对所述脂肪族聚酯的制备方法没有特殊限制,优选按照以下方法制备:
将二酸与二醇在氮气氛围下反应,得到缩合的反应液;
将缩合的反应液抽真空反应,得到脂肪族聚酯;
本发明将二酸和二醇反应,所述二酸优选为C2~C12的二酸,更优选由C3~C10的二酸,最优选C4~C8的二酸;所述二醇为C2~C12的二醇,更优选由C3~C10的二醇,最优选C4~C8的二醇;所述反应的催化剂优选为钛酸四丁酯;所述反应的温度为140~220℃。
将得到的缩合的反应抽真空反应,得到脂肪族聚酯;所述反应的温度为210~280℃。
将具有式(I)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物与L-型丙交酯在催化剂下进行聚合反应,所述催化剂优选为异丙醇铝、二乙烯基锌、乙酸亚锡、氯化亚锡或辛酸亚锡;更优选为辛酸亚锡,所述催化剂与所述脂肪族聚酯的质量比优选为(0.01~1):100;所述反应的温度优选为130~210℃,更优选为150~180℃;所述反应的时间优选为5~48小时,更选为10~24小时;为了反应更好的进行,本发明优选在氮气或氩气保护氛围下进行反应;为了得到纯度高的聚合物,本发明优选将反应完毕的反应液进行脱挥,除去多余的丙交酯,得到具有式(II)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸-左旋聚乳酸嵌段共聚物;本发明对脱挥的方法没有特殊限制,可以减压脱挥或通氮气脱挥;本发明对聚合的方法没有特殊限制,可以为本体聚合或溶液聚合,所述溶液聚合的溶剂优选为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯、苯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、苯甲腈、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸酐、DMSO、氯苯和十氢萘中的一种或几种;本发明优选采用本体聚合。
以制备具有式(III)结构和式(IV)结构的化合物为例,其反应历程如下:
具体的,本发明优选按照以下方法制备:
将脂肪族聚酯与L-型丙交酯在催化剂作用下进行反应,得到具有式(III)结构的脂肪族聚酯-左旋聚乳酸嵌段共聚物;
将具有式(III)结构的脂肪族聚酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物与D-型丙交酯在催化剂下反应,得到具有式(IV)结构的脂肪族聚酯-左旋聚乳酸-右旋聚乳酸嵌段共聚物。
本发明将脂肪族聚酯与L-型丙交酯在催化剂作用下进行聚合反应,所述催化剂优选为异丙醇铝、二乙烯基锌、乙酸亚锡、氯化亚锡或辛酸亚锡;更优选为辛酸亚锡,所述催化剂与所述脂肪族聚酯的质量比优选为(0.01~1):100;所述反应的温度优选为100~160℃,更优选为120~140℃;所述反应的时间优选为5~48小时,更选为10~24小时;为了反应更好的进行,本发明优选在氮气或氩气保护氛围下进行反应;为了得到纯度高的聚合物,本发明优选将反应完毕的反应液进行脱挥,除去多余的丙交酯,得到具有式(III)结构的脂肪族聚酯-左旋聚乳酸嵌段共聚物;本发明对脱挥的方法没有特殊限制,可以减压脱挥或通氮气脱挥;本发明对聚合的方法没有特殊限制,可以为本体聚合或溶液聚合,所述溶液聚合的溶剂优选为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯、苯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、苯甲腈、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸酐、DMSO、氯苯和十氢萘中的一种或几种;本发明优选采用本体聚合。
本发明对所述脂肪族聚酯的制备方法没有特殊限制,优选按照以下方法制备:
将二酸与二醇在氮气氛围下反应,得到缩合的反应液;
将缩合的反应液抽真空反应,得到脂肪族聚酯;
本发明将二酸和二醇反应,所述二酸优选为C2~C12的二酸,更优选由C3~C10的二酸,最优选C4~C8的二酸;所述二醇为C2~C12的二醇,更优选由C3~C10的二醇,最优选C4~C8的二醇;所述反应的催化剂优选为钛酸四丁酯;所述反应的温度为140~220℃。
将得到的缩合的反应抽真空反应,得到脂肪族聚酯;所述反应的温度为210~280℃。
将具有式(III)结构的脂肪族聚酯-左旋聚乳酸嵌段共聚物与D-型丙交酯在催化剂下进行聚合反应,所述催化剂优选为异丙醇铝、二乙烯基锌、乙酸亚锡、氯化亚锡或辛酸亚锡,更优选为辛酸亚锡,所述催化剂与所述脂肪族聚酯的质量比优选为(0.01~1):100;所述反应的温度优选为130~210℃,更优选为150~180℃;所述反应的时间优选为5~48小时,更选为10~24小时;为了反应更好的进行,本发明优选在氮气或氩气保护氛围下进行反应;为了得到纯度高的聚合物,本发明优选将反应完毕的反应液进行脱挥,除去多余的丙交酯,得到具有式(IV)结构的脂肪族聚酯-左旋聚乳酸-右旋聚乳酸嵌段共聚物;本发明对脱挥的方法没有特殊限制,可以减压脱挥或通氮气脱挥;本发明对聚合的方法没有特殊限制,可以为本体聚合或溶液聚合,所述溶液聚合的溶剂优选为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯、苯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、苯甲腈、1-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸酐、DMSO、氯苯和十氢萘中的一种或几种;本发明优选采用本体聚合。
本发明提供了一种聚乳酸立体复合物,本发明以第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物为原料混合制备聚乳酸立体复合物,所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段,所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物,所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段,因此,本发明得到的立体复合物中同时含有D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段,使得到的聚乳酸立体复合物结晶度高,进而使得聚乳酸立体复合物的熔点高;同时,由于聚乳酸嵌段共聚物中还含有脂肪族聚酯嵌段,增强了聚乳酸立体复合物的柔韧性;此外,本发明提供的聚乳酸立体复合物的生物降解性和成型加工性优异,可以用于耐热性农业用材料,渔业用材料,建筑用材料,日用品,医疗用品,汽车装饰等对耐热性和柔韧性有需求的制品;且本发明提供的制备方法简单,整个合成过程中可以不使用溶剂,不仅节约了成本,同时也减少了对环境的污染,具有广阔的实际应用前景和巨大的工业价值。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供一种聚乳酸立体复合物及其制备方法进行详细描述。
实施例1
1.1将反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入590g丁二酸、450g丁二醇与0.5g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至130℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至220℃,抽真空进行反应5小时,得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。
1.2将100g1.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、300g左旋丙交酯与0.4g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物,所述聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物的相对数均分子质量为50.0kg/mol,相对分子量分布为1.88。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物进行分析,结果表明,熔点为155℃。
1.3将100g1.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、300g右旋丙交酯与0.4g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物,所述聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物的相对数均分子质量为50.2kg/mol,相对分子量分布为1.72。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物进行分析,结果表明,熔点为156℃。
实施例1-1
将实施例1制备的60g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施1制备的40g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为220℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果如图1所示,图1为本发明实施例1-1提供的聚乳酸立体复合物的应力应变曲线,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为165%。
实施例1-2
将实施例1制备的50g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施例1制备的50g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果如图2所示,图2为本发明实施例1-2提供的聚乳酸立体复合物的升温曲线图,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为222℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为160%。
实施例1-3
将实施例1制备的40g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施例1制备的60g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为219℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为161%。
实施例2
2.1将反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入590g丁二酸、450g丁二醇与0.5g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至150℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至220℃,抽真空进行反应3小时,得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。
2.2将100g2.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、200g左旋丙交酯与0.2g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物,所述聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物相对数均分子质量为36.0kg/mol,相对分子量分布为1.85。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物进行分析,得到其熔点为148℃。
2.3将100g2.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、200g右旋丙交酯与0.2g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物,所述聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物相对数均分子质量为36kg/mol,相对分子量分布为1.72。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物进行分析,结果表明,熔点为148℃。
实施例2-1
将实施例2制备的60g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施2制备的40g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为206℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为170%。
实施例2-2
将实施例2制备的50g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施2制备的50g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为207℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为165%。
实施例2-3
将实施例2制备的40g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施2制备的60g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为205℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为165%。
实施例3
3.1将反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入590g丁二酸、450g丁二醇与1g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至180℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至220℃,抽真空进行反应4小时,得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。
3.2将100g3.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、100g左旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物,所述聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物相对数均分子质量为30.0kg/mol,相对分子量分布为1.86。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物进行分析,结果表明,熔点为143℃。
3.3将100g3.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、100g右旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物,所述聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物相对数均分子质量为31kg/mol,相对分子量分布为1.88。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物进行分析,结果表明,熔点为142℃。
实施例3-1
将实施例3制备的60g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施3制备的40g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为203℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为163%。
实施例3-2
将实施例3制备的50g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施3制备的50g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为205℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为165%。
实施例3-3
将实施例3制备的40g聚左旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与实施3制备的60g聚右旋乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立体复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为204℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为170%。
实施例4
4.1将反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入590g丁二酸、540g丁二醇与1g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至130℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至215℃,抽真空进行反应7小时,得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。
4.2将100g4.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、200g左旋丙交酯与0.2g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入200g右旋丙交酯与0.2g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物,所述聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为49.0kg/mol,相对分子量分布为1.92。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为156℃。
4.3将100g4.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、200g右旋丙交酯与0.2g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入200g左旋丙交酯与0.2g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物,所述聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为50.0kg/mol,相对分子量分布为1.95。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为155℃。
实施例4-1
将60g实施例4制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与40g实施例4制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为213℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为155%。
实施例4-2
将50g实施例4制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与50g实施例4制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为214℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为157%。
实施例4-3
将40g实施例4制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与60g实施例4制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为214℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为157%。
实施例5
5.1反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入590g丁二酸、540g丁二醇与0.5g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至130℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至240℃,抽真空进行反应2小时,得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。
5.2将100g5.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、100g左旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入100g右旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物,所述聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为35.0kg/mol,相对分子量分布为1.93。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为150℃。
5.3将100g5.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、100g右旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入100g左旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物所述,聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为36.0kg/mol,相对分子量分布为1.95。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为151℃。
实施例5-1
将60g实施例5制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与40g实施例5制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为208℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为162%。
实施例5-2
将50g实施例5制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与50g实施例5制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为209℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为158%。
实施例5-3
将40g实施例5制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与60g实施例5制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为209℃;对所聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为161%。
实施例6
6.1反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入590g丁二酸、540g丁二醇与1g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至180℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至240℃,抽真空进行反应1小时,得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。
6.2将100g6.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、50g左旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入50g右旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物,所述聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为25.0kg/mol,相对分子量分布为1.95。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为140℃。
6.3将100g6.1中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、50g右旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,通氮气脱挥,加入50g左旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物,所述聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为25.0kg/mol,相对分子量分布为1.98。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为140℃。
实施例6-1
将60g实施例6制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与40g实施例6制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为200℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为170%。
实施例6-2
将50g实施例6制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与50g实施例6制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为201℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为175%。
实施例6-3
将40g实施例6制备的聚丁二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与60g实施例6制备的的聚丁二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为200℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为175%。
实施例7
7.1反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入730g己二酸、540g丁二醇与1g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至130℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至220℃,抽真空进行反应2小时,得到熔融状态的聚己二酸丁二醇酯。
7.2将100g7.1中得到的熔融状态的聚己二酸丁二醇酯、50g左旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入50g右旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚己二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物,所述聚己二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为25.0kg/mol,相对分子量分布为1.95。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚己二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为140℃。
7.3将100g7.1中得到的熔融状态的聚己二酸丁二醇酯、50g右旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入50g左旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物,所述聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为25.0kg/mol,相对分子量分布为1.98。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为140℃。
实施例7-1
将60g实施例7制备的聚己二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与40g实施例7制备的的聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为200℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为180%。
实施例7-2
将50g实施例7制备的聚己二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与50g实施例7制备的的聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为200℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为180%。
实施例7-3
将40g实施例7制备的聚己二酸丁二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与60g实施例7制备的的聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为201℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为185%。
实施例8
8.1反复抽真空充氮气的2L带四通气口的反应釜进行冷却,充入氮气,加入730g己二酸、704g己二醇与1g钛酸四丁酯,混合搅拌并迅速升温至130℃,同时收集反应体系中产生的水,至反应中不再有液体馏出,逐步升温至220℃,抽真空进行反应2小时,得到熔融状态的聚己二酸己二醇酯。
8.2将100g8.1中得到的熔融状态的聚己二酸己二醇酯、50g左旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,通氮气脱挥,加入50g右旋丙交酯与0.1g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚己二酸己二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物,所述聚己二酸己二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为25.0kg/mol,相对分子量分布为1.95。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚己二酸己二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为141℃。
8.3将100g8.1中得到的熔融状态的聚己二酸己二醇酯、50g右旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,加入50g左旋丙交酯与0.05g辛酸亚锡,在170℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃减压脱挥,得到聚己二酸丁二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物,所述聚己二酸己二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物的相对数均分子质量为25.0kg/mol,相对分子量分布为1.98。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚己二酸己二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物进行分析,结果表明,所述共聚物的熔点为140℃。
实施例8-1
将60g实施例8制备的聚己二酸己二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与40g实施例8制备的的聚己二酸己二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为200℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为177%。
实施例8-2
将50g实施例8制备的聚己二酸己二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与50g实施例8制备的的聚己二酸己二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为201℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为179%。
实施例8-3
将40g实施例8制备的聚己二酸己二醇酯-聚左旋乳酸-聚右旋乳酸嵌段共聚物与60g实施例8制备的聚己二酸己二醇酯-聚右旋乳酸-聚左旋乳酸嵌段共聚物加入密炼机中,加热到215℃,使嵌段聚合物完全熔融并充分混合5分钟,得到聚乳酸立构复合物。
利用示差扫描量热仪(DSC)对所述聚乳酸立体复合物进行分析,结果表明,所述聚乳酸立体复合物的熔点为200℃;对所述聚乳酸立体复合物的力学性能进行测试,结果表明,所述的聚乳酸复合物的断裂伸长率为180%。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种聚乳酸立体复合物,
由第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合制得;
所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述聚乳酸立体复合物同时含有D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段;且所述D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段在不同的嵌段共聚物中。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸立体复合物,其特征在于,所述聚乳酸嵌段共聚物中的脂肪族聚酯链段与聚乳酸链段的质量比为(5~95):(95~5)。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸立体复合物,其特征在于,所述聚乳酸嵌段共聚物具有式(I)结构或式(III)结构;
其中,0<n≤1600,20≤m≤300,2≤i≤12,0≤j≤12,且n、m、i和j在式(I)和式(III)中的取值可以相同或不同。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸立体复合物,其特征在于,所述聚乳酸链段为D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的聚乳酸立体复合物,其特征在于,所述脂肪族聚酯链段由C2~C12的二酸与C2~C12的二醇缩聚而成。
6.根据权利要求1所述的聚乳酸立体复合物,其特征在于,所述第一聚乳酸嵌段共聚物和所述乳酸类聚合物的质量比为(5~95):(95~5)。
7.一种聚乳酸立体复合物的制备方法,包括:
由第一聚乳酸嵌段共聚物和乳酸类聚合物混合,加热,熔融,得到聚乳酸立体复合物;
所述乳酸类聚合物为聚乳酸或第二聚乳酸嵌段共聚物;
所述第一聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述第二聚乳酸嵌段共聚物包含脂肪族聚酯链段和聚乳酸链段;
所述聚乳酸立体复合物同时含有D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段;且所述D-聚乳酸链段和L-聚乳酸链段在不同的嵌段共聚物中。
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