[发明专利]一种超吸水聚乳酸多孔材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种超吸水聚乳酸多孔材料，所述多孔材料由聚乳酸和超吸水纤维溶液共混再经冷冻干燥制得，吸水倍率为20％‑200％，孔隙率为10％‑200％。本发明制备工艺简单，易于大规模生产，制得的超吸水聚乳酸多孔材料吸水倍率高，具备超吸水能力，材料孔隙率高，可以用于开发具有吸附功能的产品。该多孔材料在受控堆肥条件下，生物降解率为70％‑100％，生物降解性能优良。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种超吸水聚乳酸多孔材料。

背景技术

多孔材料由于特殊的结构，作为功能材料在催化、吸附、分离以及生物医药等领域有很大的应用前景。一些多孔材料在使用过程中不仅要求高孔隙率，而且要具有吸液功能，如医用敷料要从伤口处吸收脓血。

聚乳酸(PLA)是一种可降解的高分子聚合物，具有优异的机械性能和生物相容性。PLA可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、注塑。由于PLA制成的产品不仅具有优异的生物降解性。而且生物相容性、透明性、耐菌性和手感好，因此用途十分广泛。PLA也被用于制备多孔材料，多采用模板法、胶体组装和相分离等制备方法。PLA亲水性差，PLA酯键的主链结构导致其链段为疏水性。PLA的疏水性限制了其多孔材料在一些领域的应用。

专利CN1394654A公开了一种组织工程用PLA多孔支架的制备方法，将PLA溶解于二氧六环或二氧六环/水混合溶剂中，在自制模具中进行粗化，然后冷冻干燥去除溶剂，得到一定微结构的组织工程用三维多孔支架，该方法通过粗化工艺有效控制多孔支架的微观结构，使孔径在5-400μm之间，但是该方法所用溶剂二氧六环具有一定局限性，不能溶解立构聚乳酸(sc-PLA)，并且该PLA多孔材料并没有解决吸液性能差的问题。专利CN105670249公开了一种PLA多孔材料及其制备方法，首先将PLA与淀粉粒子共混制成片材，经拉伸成孔后，再将淀粉粒子降解掉，形成沿同一方向平行排列的橄榄形多孔结构。该方法采用天然淀粉颗粒做致孔剂，制备过程清洁环保，但该方法淀粉降解周期长，且不易形成三维多孔结构。专利CN107670108A公开了一种组织工程支架用PLA多孔材料及其制备方法，将左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)与致孔剂通过溶液浇铸法制成PLA立构共混物，去除致孔剂，干燥得到PLA多孔支架材料。专利CN106947228A公开了一种多级多孔PLA材料及其制备方法，将PLLA和PDLA与致孔剂熔融共混制成PLA立构共混物，去除致孔剂，干燥得到PLA多孔支架材料。上述两个专利制备的PLA多孔材料具有优异的疏水性、高温尺寸稳定性和耐溶剂性，但是两种方法不易形成三维多孔结构，并且所制备多孔材料吸水性差。

超吸水纤维是继超吸水树脂之后发展起来的特殊功能的纤维，其吸水倍率比常规合成纤维大几十倍或几百倍。超吸水纤维除了具有吸液倍率高和保液能力强的特点外，还有耐高温、无毒等优点。采用超吸水纤维和PLA共混来制备的多孔材料，可以显著改善材料的亲水性，使其具备超吸水能力。超吸水PLA多孔材料的开发具有重要的经济价值和环境价值。

发明内容

本发明提出一种超吸水聚乳酸多孔材料及其制备方法，其目的在于，提供一种超吸水聚乳酸多孔材料，通过将聚乳酸和超吸水纤维共混，通过冷冻干燥的方法制备得到超吸水聚乳酸多孔材料，工艺简单，易于大规模生产。

本发明的技术方案是这样实现的：

技术方案1：一种超吸水聚乳酸多孔材料，所述多孔材料由聚乳酸和超吸水纤维溶液共混再经冷冻干燥制得，吸水倍率为20％-200％，孔隙率为10％-200％。

技术方案2：在技术方案1的基础上，进一步做如下改进，所述吸水倍率为50％-150％。

技术方案3：在技术方案1的基础上，进一步做如下改进，所述孔隙率为40％-150％。

技术方案4：在技术方案1的基础上，进一步做如下改进，所述聚乳酸为左旋聚乳酸、内消旋聚乳酸和立构聚乳酸中的一种或几种，重均分子量为1万-80万。