[发明专利]聚乳酸共聚物多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸共聚物多元醇的制备方法。

背景技术

聚酯多元醇是合成聚氨酯的一种重要原料，它通常由石油基的二元醇和二元酸缩聚得到。随着石油资源的日益消耗，利用生物基原料制备聚酯多元醇已受到学术界和工业上的普遍关注。生物基聚乳酸(PLA)是以淀粉等发酵的乳酸为原料化学合成的一类高分子材料，其具有完全生物降解、良好生物相容性、可再生等特点，在自然界的微生物等作用下可完全分解、最终分解为CO₂和水，能够实现生态平衡循环。石朔等人用有机锡金属催化剂在链转移剂下催化丙交酯聚合，得到了线型和星型的PLA多元醇(高分子材料科学与工程,2016,4,1-6)。然而金属催化剂在PLA多元醇中的痕量残留和细胞毒性，限制了其在包装、生物医学及微电子领域的应用。因此，如何利用无毒、高效的有机化合物催化制备PLA多元醇以满足其应用要求成为生物可降解材料合成方面的研究热点。另外，催化丙交酯与其他环状内酯共聚制备聚乳酸共聚物多元醇是生物可降解多元醇研究的难点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种聚乳酸共聚物多元醇的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种聚乳酸共聚物多元醇的制备方法，其包括：

以有机化合物作为催化剂，以多元醇化合物作为链转移剂，催化丙交酯和环状内酯进行共聚合反应，获得聚乳酸共聚物多元醇。

在一些实施方案中，所述催化剂包括4-二甲氨基吡啶、1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、7-甲基-1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯、磷腈、硫脲中的任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方案中，所述丙交酯包括L-丙交酯、D-丙交酯、DL-丙交酯中的任意一种或两种以上的组合。

优选的，所述环状内酯包括丁内酯、己内酯、环状碳酸酯中的任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方案中，所述多元醇化合物包括脂肪族多元醇、脂环族多元醇和芳香族多元醇中的任意一种或两种以上的组合。

更为优选的，所述脂肪族多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十二烷二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油中的任意一种或两种以上的组合。

更为优选的，所述脂环族多元醇包括环己二醇、环己二甲醇、三环十二碳二甲醇、十二碳环烷二醇、螺环二醇中的任意一种或两种以上的组合。

更为优选的，所述芳香族多元醇包括对苯二甲醇、邻苯二甲醇、间苯二甲醇、对苯二酚双羟乙基醚、间苯二酚双羟乙基醚中的任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方案中，所述丙交酯及环状内酯的组合与多元醇化合物的摩尔比为(2～25)∶1。

优选的，所述催化剂与所述丙交酯及环状内酯的组合的质量比为(1.0×10^-4～5.0×10^-3)∶1。

优选的，所述丙交酯与环状内酯的摩尔比为(0.1～50):1。

在一些实施方案中，所述共聚合反应的温度优选为100～180℃，尤其优选为120～160℃。

在一些实施方案中，所述共聚合反应的时间优选为1～10小时，尤其优选为3～6小时。

在一些实施方案中，所述制备方法包括：于保护性气氛中进行所述共聚合反应。

优选的，所述保护性气氛包括氮气气氛。

优选的，在所述制备方法中，丙交酯及环状内酯的转化率大于95％。

优选的，在所述制备方法中，催化剂的催化活性大于1kg/g。

优选的，由前述方法制备的聚乳酸共聚物多元醇的分子量为500g/mol～10000g/mol，分子量分布为1.1～2。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

(1)本发明提供的聚乳酸共聚物多元醇的制备方法以有机化合物为催化剂，以多元醇化合物为链转移剂，在较温和的聚合条件下催化丙交酯和环状内酯共聚合，有机化合物催化剂具有无毒、高效的特点，催化活性大于1kg/g，反应过程没有产生有毒副产物，步骤简单易行，是一种绿色环保的制备工艺；

(2)利用本发明的制备方法获得的聚乳酸共聚物多元醇分子量为500g/mol～10000g/mol，分子量分布为1.1～2，生物可降解好，可以满足其应用要求用于生物可降解材料的合成。

具体实施方式