[发明专利]一种制备聚乳酸纳米材料的无溶剂绿色方法

说明书

本发明公开了一种制备聚乳酸纳米材料的无溶剂绿色方法，属于材料领域。本发明将丙交酯、催化剂和聚合松香混合均匀后进行开环聚合，本发明提出的一种连续相分散聚合方法，无需使用二氯甲烷、三氯甲烷等有机溶剂作为反应介质，所用原料成本低，制备方法简便。该方法使得开环聚合反应中丙交酯单体的反应效率较高，得到的聚乳酸纳米颗粒具有较好的表面形态和稳定的粒径范围，聚乳酸纳米多孔材料的孔径均匀，整个反应高效清洁，绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种制备聚乳酸纳米材料的无溶剂绿色方法，属于材料技术领域。

背景技术

聚乳酸作为一种以可再生的植物资源(如玉米、马铃薯等)中的淀粉为原料，制备而成的可生物降解热塑性聚酯。其生产过程绿色环保，并且最终降解产物为二氧化碳和水，不会造成环境污染。将聚乳酸制备成各种塑料制品，部分取代常规的不可降解石油基塑料制品，是解决当下严重塑料污染的重要方法之一。如果将聚乳酸制备成一种颗粒尺寸从5μm到1mm不等的微塑料颗粒，或者孔径尺寸从10nm到1μm不等的纳米微孔材料，可以使聚乳酸纳米颗粒在药物缓释、化妆品等领域有着广泛的应用。

目前，聚乳酸因其良好的可降解性和生物相容性得到人们的广泛关注，目前已有关于将O/W乳化-溶剂挥发法应用于聚乳酸纳米颗粒制备的文献报道(聚乳酸纳米颗粒制备工艺研究[J].中国农业科技导报,2018,20(05):148-153.)，也有使用预处理的高分子量聚乳酸进行熔融电喷雾法制备聚乳酸纳米颗粒(Eco-friendly poly(lactic acid)microbeads for cosmetics via melt electrospraying.International Journal ofBiological Macromolecules,2020,157.)。目前关于聚乳酸纳米多孔材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、热分解法、超临界发泡法、二次沉积法、电化学刻蚀法(马素德,王岩,钟力生.高分子基纳孔材料的制备方法及其研究进展.化工新型材料,2015,43(01):40-42.)这些制备乳酸纳米颗粒和纳米多孔材料的方法均需要使用大量有机溶剂(如二氯甲烷)，或者损耗大量热能，方法本身不安全且不环保，制备成本高昂。

发明内容

【技术问题】

本发明要解决的技术问题是：提供一种无需使用二氯甲烷、三氯甲烷等有毒溶剂，安全且环保的聚乳酸纳米颗粒/纳米多孔材料的制备方法。

【技术方案】

为了解决上述问题，本发明利用聚合松香为连续相，将丙交酯直接一步法制备成聚乳酸纳米材料，无需使用二氯甲烷、三氯甲烷等有毒溶剂作为反应介质，得到的聚乳酸纳米材料产物有均匀的尺寸，良好的表面形态，反应产物清洗使用的乙醇可以实现回收再利用，提高了聚乳酸纳米材料的可加工性，降低了制备难度，且整个反应高效清洁，绿色环保，具有一定的可推广性。

本发明的第一个目的是提供一种聚合松香在制备聚乳酸纳米材料中的应用，所述应用中聚合松香作为分散剂。

本发明的第二个目的是提供一种制备聚乳酸纳米材料的方法，所述方法是将丙交酯、催化剂和聚合松香混合均匀后进行开环聚合制备得到聚乳酸纳米材料；所述开环聚合过程中无溶剂。

在本发明的一种实施方式中，所述方法是先将丙交酯和聚合松香在熔融状态下混合均匀，再加入催化剂进行开环聚合，制备得到聚乳酸纳米材料。

在本发明的一种实施方式中，丙交酯和聚合松香的质量比为1：(0.5～5)。

在本发明的一种实施方式中，催化剂为辛酸亚锡，加入量为丙交酯质量的0.1～1‰。

在本发明的一种实施方式中，反应产物清洗使用的乙醇可以实现回收再利用，洗涤溶剂为乙醇。