[发明专利]一种丙酮酸盐类的应用和改性聚乳酸

说明书

本发明属于高分子加工改性技术领域，尤其涉及一种丙酮酸盐类的应用和改性聚乳酸。本发明提供的应用以特定丙酮酸盐类作为聚乳酸成核剂；所述丙酮酸盐类由阴阳离子构成，阳离子为Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺和Zn²⁺中的一种或多种；阴离子为式(I)～(IV)所示酸根中的一种或多种。采用本发明选定的丙酮酸盐类对聚乳酸进行改性后能够显著提高聚乳酸的结晶速率和结晶度，因此这些丙酮酸盐类可作为聚乳酸的结晶成核剂使用。同时，本发明选定的丙酮酸盐类还兼具潜在的生物相容性和良好的可降解性。

技术领域

本发明属于高分子加工改性技术领域，尤其涉及一种丙酮酸盐类的应用和改性聚乳酸。

背景技术

聚乳酸(PLA)被认为是21世纪最有前景的完全可生物降解的生物基高分子材料。PLA具有生物相容性、生物可吸收性、生物安全性，是一种重要医用材料，可用于药物缓释、手术缝合线、组织支架、骨科修复、运动医学固定材料等领域。PLA具有环境友好特性，使用后在自然环境下能够完全降解生成二氧化碳和水，对环境无污染。PLA具有良好的力学性能、热塑性、成纤性、透明性，适用于现有的吹塑、热塑等成型加工方法进行加工，但是PLA结晶速度慢，结晶度低，导致PLA制品热变形温度低，成型周期长等突出问题。PLA结晶后强度有所增加，而且其生物降解周期也会明显延长。通常采用加入成核剂促进PLA结晶进而提高PLA制品的热变形温度、强度和耐候性，并缩短成型加工周期。

PLA的结晶成核剂主要包括无机成核剂和有机成核剂。应用在PLA领域的无机成核剂主要包括碳酸钙、二氧化硅、炭黑、滑石粉和蒙脱土等。应用在PLA领域的有机成核剂主要包括脂肪族酰胺类、均苯三甲酰胺类、酰肼类、有机磷酸盐类、环糊精类、杯芳烃类以及有机高分子成核剂。无机成核剂具有价格低廉容易获得的特点，PLA废弃后在环境中降解，其中的无机成核剂返回到大自然，不污染环境，但是无机成核剂添加量高、结晶效率较低，与PLA的相容性较差，并且在聚合物中存在团聚和分散不均匀，对PLA制品的透明性影响较大。相对于无机成核剂，有机成核剂成核效果十分显著，具有添加量小，结晶效率高，与PLA相容性好，易于分散，对PLA的透明度影响小的特点。

目前，大多数有机结晶成核剂都是生物不相容的，不能用于体内植入材料中；而且大多数有机成核剂在PLA自然降解过程中会残留于环境中，造成污染。因此，寻找一种兼具环保性和生物相容性的PLA有机成核剂是十分必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种丙酮酸盐类的应用和改性聚乳酸，采用本发明选定的丙酮酸盐类对聚乳酸进行改性后能够显著提高聚乳酸的结晶速率和结晶度，同时这些丙酮酸盐类兼具潜在的生物相容性和良好的可降解性。

本发明提供了一种改性聚乳酸，由原料经熔融共混后制成；

所述原料包括聚乳酸和丙酮酸盐类；

所述丙酮酸盐类由阴阳离子构成，阳离子为Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺和Zn²⁺中的一种或多种；阴离子为式(I)～(IV)所示酸根中的一种或多种：

优选的，所述丙酮酸盐类为丙酮酸钠、丙酮酸锂、丙酮酸钾、丙酮酸钙、丙酮酸镁、丙酮酸锌、丙酮酸钡、3-甲基-2-氧代丁酸钠、3-甲基-2-氧代丁酸锂、3-甲基-2-氧代丁酸钾、3-甲基-2-氧代丁酸钙、3-甲基-2-氧代丁酸镁、3-甲基-2-氧代丁酸锌、3-甲基-2-氧代丁酸钡、三甲基丙酮酸钠、三甲基丙酮酸锂、三甲基丙酮酸钾、三甲基丙酮酸钙、三甲基丙酮酸镁、三甲基丙酮酸锌、三甲基丙酮酸钡、苯丙酮酸钠、苯丙酮酸锂、苯丙酮酸钾、苯丙酮酸钙、苯丙酮酸镁、苯丙酮酸锌或苯丙酮酸钡。