[发明专利]一种淀粉开环接枝聚乳酸及其制备方法和在可生物降解避孕套中的应用

说明书

本发明公开了一种淀粉开环接枝聚乳酸及其制备方法和在可生物降解避孕套中的应用。首先利用淀粉内每个葡萄糖单元里至少50％含量比的羟基通过硅烷剂连接，得到多数羟基硅烷化的淀粉，然后淀粉内葡萄糖单元里未连接硅烷的羟基引发丙交酯的开环聚合反应，再将淀粉开环接枝聚乳酸后通过酸洗脱，让硅烷剂保护的羟基再次产生，最后得到含有葡萄糖单元的完全可生物降解的淀粉开环接枝聚乳酸聚合物。制备方法得到的产物具有很好的相容性、成膜性、润湿性、黏稠性和分散性等。应用淀粉开环接枝聚乳酸制备的避孕套具有更好的拉伸强度、爆破体积、阻隔性，使用体验更舒适，既具有稳定的力学性能，又具有完全生物可降解特性，体现了可再生的环保优势。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，特别是一种淀粉开环接枝聚乳酸及其制备方法和在可生物降解避孕套中的应用。

背景技术

避孕套是以非药物形式去阻止受孕的工具之一，也能有效地避免性病、艾滋病等疾病的病源体传播。因此，避孕套具有双重保护功能，不仅能够有效避孕，而且可以预防以性行为作为传播途径的疾病，防止传染，带给人们愉快自由的性体验。所以，避孕套又称安全套、保险套、如意套等，作为简单、有效的物理隔离避孕方法，被世界各国政府推广使用。随着中国经济快速发展，老百姓的生活水平也随之提高，避孕套的使用量每年呈十位数的百分比增长，据相关研究机构统计，目前中国避孕套销售额达到百亿元以上。

目前能用于避孕套的材料很少，这与成熟的橡胶产业、高速发展的高分子材料以及日益增长的生活需求形成了鲜明的对比。现已报道用于避孕套的主要材料有天然乳胶、聚亚氨酯、合成橡胶、植物纤维、动物肠皮和其它复合材料等。天然乳胶是从橡胶树中提取的乳白色液体，天然乳胶的主要成分为聚异戊二烯,含量在90％以上,它的结构式为(CH₂＝C-CH＝CH₂)_n，分子量在10～180万。天然乳胶具有良好的成膜性能,湿凝胶强力高,力学性能良好，经过加工后有非常优异的综合性能。天然乳胶是目前使用最广泛的避孕套材料，但是天然乳胶避孕套本身有不足之处：热导率低、容易氧化、耐油性和耐溶剂性差；材料里含有过敏性水溶蛋白质等成分，容易使一些消费者产生红斑、瘙痒等过敏反应，引起强烈的不适反应；在硫化过程中还会产生亚硝胺这种强致癌物质。

聚亚氨酯避孕套具有无毒、强度高、无过敏反应等优点，因此用聚亚氨酯材料制备避孕套受到大量关注并得到广泛使用。例如中国发明专利201510211717.5、201510212375.9报道了用壳聚糖、聚羟基丁酸酯共混改性天然乳胶具有良好的生物相容性，中国发明专利201710147978.4、201710147988.8报道了采用有机硅改性丙烯酸酯制备多层夹芯型聚氨酯避孕套具有高阻隔性、高强度特点，中国发明专利201610776510.7报道了用水性聚氨酯胶来开发一种女性用避孕套，中国发明专利201610776510.7报道了一种聚烯烃材料制备的聚氨酯乳胶避孕套，中国发明专利201610959993.4、201611205662.8报道了水性聚氨酯树脂以及生产工艺等。但是目前报道的众多避孕套都不完全是生物可降解材料，按避孕套每年的使用量来看，这势必会成为另一种庞大的“白色垃圾”，给我们生活的环境造成污染，对人类的健康也有很大影响。

淀粉是植物经光合作用而形成的碳水化合物，是一种非常有用的可再生资源，其来源广泛、价格低廉、降解后仍以二氧化碳和水的形式回到大自然，被认为是完全没有污染的天然可再生的有机高分子材料，在各种新型聚合物材料及制品方面都得到了广泛的研究和开发。聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且是完全可以生物降解的，可在自然界中循环，因此是理想的生物高分子材料。用淀粉开环接枝聚乳酸制备得到可生物降解避孕套，无疑将具有极大的实际应用价值和社会意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种淀粉开环接枝聚乳酸的制备方法，包括步骤：

a、淀粉羟基保护反应：