[发明专利]星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物及其制备方法

说明书

一类星形聚月桂烯‑聚乳酸嵌段共聚物及其制备方法，属于高分子材料合成与制备技术领域，该聚合物是一种由月桂烯、丙交酯聚合而成的具有(PM‑PLA)_n‑C结构的星形聚月桂烯‑聚乳酸嵌段共聚物，其中，PM为聚月桂烯，PLA为聚乳酸，C为偶联剂残基，n为星形聚月桂烯‑聚乳酸嵌段共聚物的平均偶联臂数且其值大于等于3；以共聚物总量100％计，其中，聚月桂烯嵌段的质量百分数为10％‑55％，其余为聚乳酸嵌段。该共聚物具有微观相分离结构，聚合物具有高强度、高弹性、优异的弹性形变回复性能；该共聚物的制备工艺流程简单高效，成本较低；引发剂不含金属，聚合物无金属残留。

技术领域

本发明属于高分子材料合成与制备技术领域，涉及一类星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物及其制备方法，其特征在于星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物具有高分子量、窄分布、高支化结构，具有优异的弹性形变回复性能。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种以可再生的植物资源(乳酸)为原料经过化学合成制备的热塑性脂肪族聚酯，由于其生物可降解性和优异的物理机械性能，被誉为未来最具潜力的石油基聚合物替代品。聚乳酸制品在废弃后可被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境产生污染，因此是一种完全自然循环型的可生物降解材料。PLA的强度和刚性高，但韧性差、弹性形变回复性能差等缺点严重制约了PLA的广泛应用。因此，开发一种韧性好、弹性形变回复性能优异的生物可降解聚乳酸材料是急待解决的问题。

月桂烯(β-Myrcene)是一种直链单萜烯化合物，其结构与异戊二烯类似，是一类广泛存在于植物体内的不饱和碳氢化合物，可从多种植物，特别是针叶树中获得。我国针叶树资源丰富，能够为月桂烯提供充足的来源。月桂烯的聚合产物—聚月桂烯(PM)是一种生物基绿色橡胶，具有优异的弹性和耐低温性能，在绿色橡胶新材料开发中受到人们的广泛关注。在石油资源日益减少的今天，开展生物基橡胶聚月桂烯改性聚乳酸的研究和应用进而制备全生物基可降解材料对于节能减排和生物质资源的高值化利用有着重要的现实意义。

星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物是一种由月桂烯、丙交酯聚合而成的具有微观相分离结构的星形嵌段共聚物，其中刚性强、高玻璃化转变温度的聚乳酸链段呈现玻璃态，能够起到交联以及填充增强的作用，赋予了聚合物高强度的特点，同时，柔性好、低玻璃化转变温度的聚月桂烯链段赋予了聚合物高弹性的特点。本发明所涉及的星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物具有优异的弹性形变回复性能，同时，具有高分子量、窄分布、高支化的特点，其制备方法简单高效，无金属残留。这一材料可实现在密封材料、减震材料以及生物医用材料等方面的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一类星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物，这类星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物具有优异的弹性形变回复性能，同时具有高分子量、窄分布、高支化的特点，是一类无毒、可降解、生物安全性材料。本发明的另一个目的在于提供一种制备上述星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物的简便高效的方法，本发明的技术特征在于以末端羟基化星形聚月桂烯为大分子引发剂引发丙交酯开环聚合，所制备的星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物无金属残留。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一类星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物，该聚合物是一种由月桂烯、丙交酯聚合而成的具有(PM-PLA)_n-C结构的星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物，其中，PM为聚月桂烯，PLA为聚乳酸，C为偶联剂残基，n为星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物的平均偶联臂数且其值大于等于3。以共聚物总量100％计，其中，聚月桂烯嵌段的质量百分数为10％-55％，其余为聚乳酸嵌段，星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物的分子量范围为5×10⁴-20×10⁴。

所述的丙交酯选自左旋丙交酯、右旋丙交酯、内消旋丙交酯、外消旋丙交酯中的一种或者几种的混合物，优选为左旋丙交酯。

所述的星形聚月桂烯-聚乳酸嵌段共聚物的平均偶联臂数n值为3-10。