[发明专利]一种聚乳酸立构复合物、制备方法及应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，涉及聚乳酸材料，公开了一种聚乳酸立构复合物的制备方法，包括合成三嵌段共聚物右旋聚乳酸‑block‑聚二甲基硅氧烷‑block‑右旋聚乳酸(PDLA_n‑b‑PDMS_m‑b‑PDLA_n)和制备聚乳酸立构复合物；还公开了应用。本发明利用柔韧的PDMS链段作为大分子引发剂开环聚合右旋丙交酯合成三嵌段共聚物PDLA_n‑b‑PDMS_m‑b‑PDLA_n，并通过熔融共混的方式将PDLA_n‑b‑PDMS_m‑b‑PDLA_n分散在左旋聚乳酸PLLA基体中，由于三嵌段聚合物中PDLA链段可以和PLLA基体产生很强的立构复合作用，这样可以使得作为增韧链段的PDMS均匀分散在基体中，避免因PDMS与聚乳酸基体的相容性差而发生宏观相分离并向基体表面迁移，因而在该三嵌段共聚物含量较低的情况下即实现了对聚乳酸基体明显的增韧效果。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及聚乳酸材料，具体涉及一种聚乳酸立构复合物、制备方法及应用。

背景技术

面对当前石化资源日渐枯竭和环境污染等全球问题，塑料工业也面临着既要摆脱对石化油气资源的依赖又要减少白色污染物产生的双重挑战。在当前各国纷纷出台“禁塑令”的背景下，寻找可再生的绿色生物质资源作为塑料的原材料成为最具有发展前景的出路。

以玉米秸秆、淀粉等可再生的植物资源为原料，通过发酵制备得到乳酸，经过环化反应得到丙交酯，然后在辛酸亚锡的催化作用下可以聚合得到聚乳酸。作为一种绿色塑料，聚乳酸既具有良好的生物降解性，在环境中可以降解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染，又具有良好的生物相容性、优良的阻隔性、透明度和力学强度，因此其在生物医用材料、包装材料和3D打印材料等领域具有广阔的应用前景。然而由于聚乳酸本身的脆性高(断裂伸长率一般小于5％)，因此很大程度上限制了其扩大应用，目前主要通过物理共混法或化学共聚改性法将橡胶、聚氨酯等增韧剂添加其中对其进行增韧改性，但同时随增韧剂含量的增加，聚乳酸与增韧剂之间相容性差导致的相分离会使其力学强度明显下降。

聚乳酸包括左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)和消旋聚乳酸(PDLLA)三类，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸之间可以产生立构复合作用，这种基于分子间氢键的强相互作用使得形成的聚乳酸立构复合物的熔点比左旋或右旋聚乳酸高出约50℃(Macromolecules，20(1987):904–906)。因此，发明人利用该特性研发了一种聚乳酸立构复合物、制备方法及应用。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种聚乳酸立构复合物、制备方法及应用，本发明利用含有柔韧的硅氧烷主链的聚二甲基硅氧烷(PDMS)合成三嵌段共聚物右旋聚乳酸-block-聚二甲基硅氧烷-block-右旋聚乳酸(PDLA_n-b-PDMS_m-b-PDLA_n)，并将三嵌段共聚物PDLA_n-b-PDMS_m-b-PDLA_n分散在左旋聚乳酸PLLA基体中，三嵌段共聚物的两端链段PDLA可以和基体PLLA形成强的立构复合作用，一方面可避免因PDMS增韧链段与基体的相容性差而发生相分离迁出，另一方面形成的立构复合物可改善聚乳酸基体的热稳定性。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种聚乳酸立构复合物的制备方法，包括如下步骤：

S1：合成三嵌段共聚物PDLA_n-b-PDMS_m-b-PDLA_n

将2g两端为胺丙基的PDMS加入120ml无水甲苯中，在氮气保护下加入0.4ml辛酸亚锡和2～6g右旋丙交酯单体，然后加热至120℃进行开环聚合，反应24h后停止反应，在甲醇中沉淀，过滤洗涤后60℃真空干燥，即得三嵌段共聚物PDLA_n-b-PDMS_m-b-PDLA_n；