[发明专利]一种二氧化碳基乳酸共聚物及其制备方法

说明书

本发明提供一种二氧化碳基乳酸共聚物及其制备方法，先以乳酸与乙基磺酰氯进行合成反应，然后进一步与乙烯醇进行酯化反应，再氧化得到乙基磺酰乳酸环氧乙烷，最后与二氧化碳在催化剂作用下共聚制备得到二氧化碳基乳酸共聚物。本发明所述的二氧化碳基乳酸共聚物的制备方法，得到的二氧化碳基乳酸共聚物，具有良好的物理化学性能、热稳定性、生物降解性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种二氧化碳基乳酸共聚物及其制备方法。

背景技术

近年来，由于化石能源的消耗及其对环境的影响，生物可降解聚合物受到了广泛的研究。生物可降解聚合物，被定义为通过与微生物（如细菌和真菌）反应而降解，可以在堆肥过程中重新滋养土壤。换句话说，这些聚合物具有可持续性和生态效率。聚乳酸（PLA）是聚合物中的一种，代表着最好的环保产品。它有一个可水解的酯官能团，使其废弃物在堆肥时可以自然分解为H₂O和CO₂。因此，PLA是目前为止最经济、最有竞争力的生物可降解聚合物。

基于以上固有优势，PLA已经被广泛应用于工业、医药、建筑、交通、农业、电子电气、汽车和环保材料等领域，同时，作为石油基聚合物的一种有前途的替代物，PLA已经受到了越来越多的关注。但是，聚乳酸价格高，且有质脆、韧性差、耐热性差等缺点，严重限制其在更多领域的应用。

鉴于此，目前亟待提出一种力学性能优异、热稳定性好的聚乳酸材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种二氧化碳基乳酸共聚物的制备方法，解决现有技术中聚乳酸共聚物的力学性能不佳、耐热性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种二氧化碳基乳酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：

（1）取乳酸、乙基磺酰氯，进行如下的合成反应：

（Ⅰ）

得到如式（Ⅰ）所示的化合物；

（2）取式（Ⅰ）所示的化合物与乙烯醇，进行如下的酯化反应：

（Ⅰ） （Ⅱ）

得到如式（Ⅱ）所示的化合物；

（3）取式（Ⅱ）所示的化合物与氧化剂，进行如下的氧化反应：

（Ⅱ） （Ⅲ）

得到如式（Ⅲ）所示的化合物；

（4）取式（Ⅲ）所示的化合物与二氧化碳，进行如下共聚反应：

（Ⅲ） （Ⅳ）

得到如式（Ⅳ）所示的二氧化碳基乳酸共聚物。

优选地，步骤（1）的合成反应，反应温度为-10℃~50℃，反应时间为8h~24h。

优选地，步骤（1）中，所述乳酸与所述乙基磺酰氯的摩尔比为1:1。

优选地，步骤（1）中，所述乳酸为L-乳酸。

优选地，步骤（2）的酯化反应，以硫酸为催化剂，反应温度为-10℃~80℃，反应时间为2h~24h。

优选地，步骤（2）中，所述乙烯醇与步骤（1）的所述乳酸的摩尔比为1:1；所述乙烯醇与所述硫酸的摩尔比为（50~100）：1。