[发明专利]兼具氢键与成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉、制备方法及应用

说明书

本发明公开了兼具氢键与成核功能的PLA‑g‑(MH‑co‑GMA)接枝微粉、制备方法及应用，具体制备方法步骤如下：S1：MH‑GMA混合溶液的制备：将马来酰肼和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合加热至40‑60℃，待马来酰肼完全溶解后冷却，即得MH‑GMA的混合溶液A；S2：接枝反应：将聚乳酸、过氧化二苯甲酰和S1的混合溶液A加入甲基氯仿与二甲苯的混合溶剂中，加热后进行接枝反应，得混合溶液B；S3：产物处理：向S2中反应后混合溶液B中加入丙酮，得悬浊液，再将悬浊液进行旋蒸，旋蒸后的产物经干燥、研磨和筛分，即得PLA‑g‑(MH‑co‑GMA)接枝微粉。本发明制备的PLA‑g‑(MH‑co‑GMA)微粉GMA的接枝率达到7.31％，接枝效率达到73.13％，MH的接枝率达到0.73％，接枝效率达到73.32％，D(50)达到8.79μm，D(90)达到19.36μm。

技术领域

本发明涉及接枝微粉制备技术领域，尤其涉及兼具氢键与成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉、制备方法及应用。

背景技术

聚乳酸是由乳酸开环聚合而得到的生物可降解材料，具有良好的抗溶剂性、透明性、光泽度等。然而，聚乳酸的拉伸性能较差，断裂伸长率较低，冲击性能较差等限制了其在各项领域中的应用。因此，需要对聚乳酸进行接枝改性来修饰其分子水平的化学结构，从而提升各项性能。除此之外，聚乳酸在应用于3D打印、粉末涂料以及木塑复合材料等领域时，伴随着分散性较差的缺点。所以，需要对其进行超细化制备微粉来增强分散效果。

目前，对聚乳酸接枝的方法通常包括熔融接枝法、固相接枝法以及溶液接枝法。其中，专利CN105542089B中报道了以聚乳酸为原料，在引发剂作用下与马来酸酐采用固相接枝的方法进行反应。该方法反应温度低，反应容易控制，但是接枝率较低，通常仅有1％；专利CN112661911A中提到聚乳酸熔融接枝马来酸酐。这种方法方便、高效，并且能够持续工作，适用于工业生产，然而该方法中马来酸酐残留量较高，且不易去除；在专利CN104877085A中有聚乳酸溶液接枝方法的相关报道。此方法的接枝率较高，通常能达到10％，但是会产生大量废水，不利于工业生产。

与此同时，目前对于聚乳酸微粉的制备方法主要包括机械粉碎法、直接合成法和溶解沉析法。专利CN102858859A中报道了在低温机械粉碎机中制备聚乳酸微粉。该方法工艺简单、产能较高，但是其需要大量深冷载体，产能较大；CN113698583A中提到将原料单体直接合成聚乳酸微粉。此方法所得聚乳酸纯度较高、粒径可控，然而此工艺要求十分严格，目前还处于试探性阶段中；专利CN103172894A利用溶剂溶解聚乳酸，再用沉淀剂进行固液分离，干燥后得到聚乳酸微粉。该方法操作便利，条件温和，但是所得微粉粒径分布范围较宽。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了兼具氢键与成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉、制备方法及应用。

本发明提出的兼具氢键与成核功能的PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉的制备方法，方法步骤如下：

S1：MH-GMA混合溶液的制备

将马来酰肼(MH)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)混合加热至40-60℃，待马来酰肼完全溶解后冷却，即得MH-GMA的混合溶液A；

S2：接枝反应

将聚乳酸(PLA)、过氧化二苯甲酰(BPO)和S1的混合溶液A加入甲基氯仿(MC)与二甲苯(DMB)的混合溶剂中，加热后进行接枝反应，得混合溶液B；

S3：产物处理

向S2中反应后混合溶液B中加入丙酮(AC)，得悬浊液，再将悬浊液进行旋蒸，旋蒸后的产物经干燥、研磨和筛分，即得PLA-g-(MH-co-GMA)接枝微粉。

优选地，S1中甲基丙烯酸缩水甘油酯与马来酰肼质量比为10:(0.3-1)。