[发明专利]一种聚乳酸立体复合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚乳酸立体复合物及其制备方法，所述制备方法包括：在左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的混合物中添加氧化石墨，进行混合制备；所述氧化石墨的添加量为所述混合物的1.5～10wt％，且所述氧化石墨的羟基含量不低于0.01％；所述左旋聚乳酸与所述右旋聚乳酸的质量比为30:70～70:30。本发明的方法能得到由99％以上立体复合物晶体组成的聚乳酸立体复合物，其熔融温度提高到约220℃，从而提高聚乳酸材料的使用温度和强度。而且本发明的制备方法简单、耗时短，能快速得到聚乳酸立体复合物。此外，本发明的聚乳酸立体复合物的生物降解性和成型加工性优异，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及生物降解高分子材料领域，更具体地，涉及一种聚乳酸立体复合物及其制备方法。

背景技术

聚乙烯、聚丙烯等石油基传统高分子材料，失效后形成的白色垃圾在环境中很难自然降解，对人类赖以生存的大气、水体和土壤等生态环境造成严重的污染和危害。随着人们对环境问题的日益重视，生物可降解塑料逐步受到青睐。在众多的可生物降解材料中，聚乳酸(PLA)是最引人注目的一种。

PLA是脂肪族中最典型的一种生物降解塑料，具有完全可降解性，在微生物的作用下彻底分解成二氧化碳和水，对环境不会产生危害。另外，PLA来源于可再生资源(如玉米)，因此，可减少石化产品的消耗，从而缓解人类资源危机。但是，在应用过程中聚乳酸存在一定的缺点：聚乳酸多数是左旋聚乳酸，其结晶速率较慢，玻璃化温度(50～60℃)较低，熔点约170℃，导致聚乳酸不耐高温。

为提高聚乳酸的耐高温性能，研究人员做了很多这方面的研究，其中之一是通过混合光学异构体聚-L-乳酸和聚-D-乳酸而制备熔点比PLA高的立体复合物晶体的方法。然而，该方法除立体复合物晶体之外还形成均质PLA晶体，难以获得仅由立体复合物晶体组成的立体复合物，或者该方法制备时间较长，无形中增加了生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种聚乳酸立体复合物及其制备方法。

本发明提供一种聚乳酸立体复合物的制备方法，包括：在左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的混合物中添加氧化石墨，进行混合制备；

所述氧化石墨的添加量为所述混合物的1.5～10wt％，且所述氧化石墨的羟基含量不低于0.01％；

所述左旋聚乳酸与所述右旋聚乳酸的质量比为30:70～70:30。

通过大量实验研究，本发明发现将氧化石墨加入到左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的混合物中，能促进优先形成立体复合物晶体，抑制单独聚乳酸晶体的生成，从而大大提高聚乳酸立体复合物的含量。当氧化石墨添加量为1.5～10wt％且氧化石墨的羟基含量不低于0.01％，左旋聚乳酸与右旋聚乳酸的质量比为30:70～70:30时，能得到由99％以上立体复合物晶体组成的聚乳酸立体复合物，其熔融温度提高到约220℃，从而提高聚乳酸材料的使用温度。而且本发明的制备方法耗时短，能快速得到聚乳酸立体复合物，适合工业化生产。

上述氧化石墨添加量、氧化石墨的羟基含量以及左旋聚乳酸与右旋聚乳酸的质量比三个条件必须同时满足，若有一个不满足，则会同时形成聚乳酸立体复合物结晶及单独结晶。

进一步优选地，所述氧化石墨的羟基含量为20～30％，所述左旋聚乳酸与所述右旋聚乳酸的质量比为40:60～60:40。目前推测，羟基的存在有利吸附PLA分子链，并使PLLA与PDLA分子链交替排列，形成立体复合物结晶。

进一步地，所述左旋聚乳酸的分子量为100～200kg/mol，分子量分布为1.20～2.50。

进一步地，所述右旋聚乳酸的分子量为100～200kg/mol，分子量分布为1.20～2.50。

进一步地，所述氧化石墨的粒径为200～1000目，进一步优选为500～800目。