[发明专利]一种乳酸基脂肪族无规共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种乳酸基脂肪族无规共聚物及其制备方法。

背景技术

随着环境污染的加剧，人们对于高分子材料的使用提出了较高的要求，在满足材料使用性能的同时，要求高分子材料对环境无污染。聚乳酸是基于生物质资源且可降解的绿色高分子材料，无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性、生物可吸收性等优点，但聚乳酸中含有大量的酯键，亲水性差，降低了聚乳酸与其它物质的生物相容性，聚乳酸本身为线型聚合物，熔体强度低，且脆性高，抗冲击性差，限制其广泛使用。

针对聚乳酸的上述缺点,近年来许多科研工作者对聚乳酸的改性进行了大量研究。公开号为CN 102977319A的中国专利公开了一种可降解聚乳酸两嵌段共聚物、其制备方法及其在改性聚乳酸中的应用。在惰性气氛保护下，将干燥、除水的端基为羟基的聚乳酸加入反应装置中；再加入二异氰酸酯，加热至185℃～190℃下搅拌进行反应5h～8h；再加入含有羟基、可降解的高分子，在185℃～190℃下搅拌进行反应1h～2h；最后向反应装置中加入二异腈酸酯，在185℃～190℃下搅拌进行反应，反应至难以搅拌即可得到可降解聚乳酸两嵌段共聚物。该可降解聚乳酸两嵌段共聚物与聚乳酸树脂相容性好，但其力学性能较差，断裂伸长率只能达到60％。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种乳酸基脂肪族无规共聚物及其制备方法，本发明提供的乳酸基脂肪族无规共聚物具有较好的力学性能。

本发明提供了一种乳酸基脂肪族无规共聚物，具有式I所示结构：

式I；

式I中，所述m＝5～500，p＝5～500；

所述R₁选自亚烃基或-R₄-O-R₅-，所述R₄和R₅独立地选自亚烃基；

R₂和R₃独立地选自亚烃基。

优选地，所述m＝10～450，p＝10～450。

优选地，所述R₁选自C2～C50的亚烃基或-R₄-O-R₅-，所述R₄和R₅独立地选自C2～C25的亚烃基。

优选地，所述R₂和R₃独立地选自C2～C40的亚烃基。

本发明还提供了一种上述技术方案所述乳酸基脂肪族无规共聚物的制备方法，包括以下步骤：

a)将乳酸和二酸酐进行反应，得到双端羧基乳酸；

b)将脂肪族二元羧酸类化合物、二元醇类化合物和所述步骤a)得到的双端羧基乳酸进行酯化反应和缩聚反应，得到具有式I所示结构的乳酸基脂肪族无规共聚物。

优选地，所述步骤a)中反应的温度为20℃～180℃；

所述步骤a)中反应的时间为1h～48h。

优选地，所述步骤b)中酯化反应的温度为130℃～230℃；

所述步骤b)中酯化反应的时间为1h～8h。

优选地，所述步骤b)中缩聚反应的温度为210℃～290℃；

所述步骤b)中缩聚反应的时间为0.5h～24h；

所述步骤b)中缩聚反应的压力为100Pa～2000Pa。

优选地，所述脂肪族二元羧酸类化合物和双端羧基乳酸的总物质的量与所述二元醇类化合物的物质的量比为1:1～1:2；

所述脂肪族二元羧酸类化合物和双端羧基乳酸的质量比为10:90～90:10。

本发明提供了一种乳酸基脂肪族无规共聚物，具有式I所示结构。本发明提供的具有式I所示结构的乳酸基脂肪族无规共聚物中包含脂肪族链段和乳酸链段，它们呈无规则分布，提高了乳酸基脂肪族无规共聚物的力学性能。实验结果表明：本发明提供的乳酸基脂肪族无规共聚物的断裂伸长率为150％～350％。

本发明提供的乳酸基脂肪族无规共聚物制备方法工艺简单，反应条件温和，利于工业化生产；在整个制备过程不使用溶剂，减少了对环境的污染。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的聚丁二酸丁二醇酯-乳酸丁二酸丁二醇酯无规共聚物的核磁共振氢谱图；

图2为聚乳酸与本发明实施例2得到的聚己二酸丁二醇酯-乳酸丁二酸丁二醇酯无规共聚物的应力-应变曲线图。

具体实施方式

本发明提供了一种乳酸基脂肪族无规共聚物，具有式I所示结构：