[发明专利]一种改性聚乳酸的制备方法

说明书

本发明涉及一种改性聚乳酸的制备方法，所述改性聚乳酸以含改性乳酸预聚物、聚乙二醇低聚物、引发剂为原料，通过紫外辐照获得。本发明方法制备的改性聚乳酸的凝胶含量为60‑100wt％，拉伸强度为2‑50MPa，断裂伸长率为3％‑15％。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种改性聚乳酸的制备方法。

背景技术

当前塑料主要源自石油且在自然环境中难于降解，其大量使用导致了对石油等不可再生资源的过度依赖以及对环境的“白色污染”，因此可生物降解聚合物受到了越来越多的关注和研究，而聚乳酸正是符合国家双碳发展战略，近年来急速发展的最重要生物基及生物可降解高分子材料。

聚乳酸是以玉米、秸秆等生物质通过发酵产生的乳酸为原料单体经化学合成的聚酯类线性高分子材料，具有生物相容性好且可完全生物降解的特点。聚乳酸聚合方法主要有二：丙交酯的开环聚合及乳酸的直接聚合。开环聚合制得的聚乳酸性能优异，但其原料丙交酯的制备工艺复杂；直接聚合的问题在于熔融聚合难于得到高分子量产物，而通过固相聚合虽可以达成高分子量的目标但聚合时间过长。聚乳酸的重要应用领域为农用、包装薄膜，因此开发低成本聚乳酸具有重要的经济意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性聚乳酸的制备方法，克服现有技术聚乳酸聚合工艺冗长，成本较高的问题。本发明中乳酸和不饱和单体进行共聚，再将预聚物和聚乙二醇低聚物共混后加入光引发剂，经紫外辐照制备低成本聚乳酸的方法。

本发明提供一种改性聚乳酸的制备方法，包括：

(1)将乳酸、改性剂、催化剂混合，预聚，得到改性聚乳酸预聚物；

(2)按重量份数，称取100份改性聚乳酸预聚物、0～900份聚亚烷基二醇低聚物、0.01-5份光引发剂，混合得到混合物，光照，得到改性聚乳酸；其中聚亚烷基二醇低聚物的数均分子量为1万以下。

上述制备方法的优选方式如下：

所述步骤(1)中乳酸为除水乳酸。

所述步骤(1)中改性剂中含有羟基和/或羧基，且含有双键或/和三键。

优选地，所述改性剂为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丁炔二醇、丁炔二酸、3-丁炔酸、3-丁炔-1-醇、衣康酸中的一种或几种。

进一步优选地，所述改性剂为丙烯酸羟乙酯、3-丁炔酸、丁炔二醇、丁炔二酸、衣康酸中的一种或几种。

所述步骤(1)中催化剂为磺酸化合物、锡化合物中的一种或几种。

优选地，所述催化剂为甲磺酸、对甲苯磺酸、氯化亚锡、醋酸亚锡、辛酸亚锡中的一种或几种。

进一步优选地，所述催化剂为甲磺酸、醋酸亚锡中的至少一种。

所述步骤(1)中乳酸、改性剂的摩尔比为300:1-5:1，优选地为200:1-20:1，更优选为100:1-50:1。

所述步骤(1)中催化剂为由左旋乳酸和改性剂所构成的基体质量的0.001-2wt％，优选地为0.001-1.5wt％，更优选为0.005-1wt％。

所述步骤(1)中预聚为：用氮气置换空气多次后抽真空，预聚温度为100-200℃，时间为2-24h。优选地，预聚温度为140-170℃；优选地，所述预聚时间为2-16h，更优选预聚时间为4-10h。

所述步骤(2)中聚亚烷基二醇低聚物选自于聚乙二醇、聚丁二醇、聚丙二醇低聚物中的一种或几种。

所述步骤(2)中聚亚烷基二醇低聚物中含有双键；所述聚亚烷基二醇低聚物为聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丁二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。