[发明专利]一种共聚聚乳酸及其制备方法

说明书

本发明涉及一种共聚聚乳酸及其制备方法，将乳酸、2,4‑吡啶二甲酸、乙二醇和氯化锌混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应制得共聚聚乳酸；制得的共聚聚乳酸包括乳酸链段、2,4‑吡啶二甲酸链段和乙二醇链段，且不同2,4‑吡啶二甲酸链段之间经Zn²⁺配位；乳酸链段、2,4‑吡啶二甲酸链段和乙二醇链段的摩尔比为1:0.05～0.07:1.30～1.40；2,4‑吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子。本发明的一种共聚聚乳酸的制备方法，通过Zn⁺²与吡啶形成配位键增大了交联密度，使得聚乳酸的玻璃化温度从55～60℃增加到68～73℃，减弱了聚乳酸干燥时发粘的程度，扩大了应用范围。

技术领域

本发明属于聚乳酸技术领域，涉及一种共聚聚乳酸及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是由生物质原料(玉米淀粉等)经微生物发酵生成的小分子乳酸聚合而成的生物相容性和生物可降解性非常好的绿色功能高分子材料，可完全降解为水和二氧化碳，与石油基通用塑料相比，更加符合循环经济和可持续发展理念，不仅产品易于降解不会造成环境污染，而且可以从根本上解决石油资源枯竭和治理环境污染所造成的成本上升的问题。聚乳酸以及他们的共聚物受到了来纺织、生物医学及制药方面的广泛关注。其原因主要有以下几方面，它们可由可再生资源如淀粉制得；具有良好的机械性能，可与己商业化的高聚物相媲美；它们不但可以在自然环境中降解，也可在人体内可降解；其降解的产物乳酸及其低聚物在人体内和自然环境中的毒性很低。

随着研究者们的不断地深入研究，PLA产品已广泛应用于医学(手术缝合线、骨骼固定件、外科粘合剂、人工血管、各种生物支架、药物缓释载体、组织工程等)、包装材料、纺织品、生活日用品、工业制品等领域。

但在应用加工过程中，往往需要对聚乳酸进行干燥，由于聚乳酸的玻璃化温度较低，通常是低于60℃，更多情况是55℃左右，同时聚乳酸的结晶度不高，使得聚乳酸在干燥时发粘，生产操作十分困难。

为了聚乳酸更广的应用领域，有必要对聚乳酸进行共聚改性，为聚乳酸加工提供更便捷的方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中聚乳酸由于玻璃化温度低，使得在应用加工过程中干燥时出现严重发粘现象的问题，提供一种共聚聚乳酸及其制备方法。

本发明采用配位技术对聚乳酸进行改性，提高了其玻璃化温度，解决了聚乳酸干燥时严重发粘的问题，拓宽了聚乳酸的应用领域。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种共聚聚乳酸，包括乳酸链段、2,4-吡啶二甲酸链段和乙二醇链段，且不同2,4-吡啶二甲酸链段之间经Zn²⁺配位；

乳酸链段、2,4-吡啶二甲酸链段和乙二醇链段的摩尔比为1:0.05～0.07:1.30～1.40；

2,4-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子；

共聚聚乳酸的玻璃化温度68～73℃。

本发明的Zn⁺²与吡啶形成配位键，聚乳酸中物理交联点和分子间作用增强，随着交联密度的增加，制约了链段运动，链的活动困难，需要更高的温度来刺激分子链运动，意味着材料的这一区域的玻璃化转变温度上升，从而在一定程度上提高了聚乳酸的Tg，Tg从55～60℃增加到68～73℃，使得本发明中的聚乳酸干燥时，可以提高干燥温度，减弱了聚乳酸干燥时发粘的程度。同时聚乳酸Tg的提高，使其应用领域更加广泛。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种共聚聚乳酸，不同2,4-吡啶二甲酸链段之间经Zn²⁺配位形成的配位结构为：