專利名稱：一種聚乳酸嵌段共聚物及其制備方法
技術領域：
本發明高分子材料領域，尤其涉及一種聚乳酸嵌段共聚物及其制備方法。
背景技術：
塑料制品在人們生活中是必不可少的，但傳統的塑料制品一般需要上百年甚至更長的時間才能完全降解，導致了嚴重的“白色污染”；同時傳統的塑料原料均來源于石油等不可再生資源，隨著石化資源的枯竭傳統的塑料工業也受到威脅。因此大力開發環境友好的可生物分解的聚合物替代石油基塑料產品，已成為當前研究開發的熱點。其中，聚乳酸(PLA)是非常重要的一種可生物降解塑料，是以農產品玉米提煉的乳酸為單體，經化學合成的新型生物可降解高分子材料，具有無毒、無刺激性、生物相容性好、強度高和可生物分解及吸收等特點，在包裝材料、生物醫藥及制藥工業中有著廣泛的應用。 并且聚乳酸的降解速度較快，與微生物和復合有機廢料混合，可在幾個月之內分解成CO2和H2O0因此加大對聚乳酸類產品的開發和應用，可以解決長期以來困擾環境保護的“白色污染”，并且對實現可持續發展具有重要的意義。但由于聚乳酸分子鏈中長支鏈少，使其存在熔體強度低、應變硬化不足、韌性較差、缺乏柔性和彈性、撕裂強度低等缺點，在熱成型中針對聚乳酸這類硬而脆、熔體強度低的聚合物，成型過程只能在比較窄的溫度范圍內進行，因此其應用受到一定的限制。并且，由于聚乳酸的分子鏈內不含具有反應活性的官能團，不易引入長支鏈，因此需要尋找合適的PLA改性手段，在不影響PLA生物降解性、生物相容性、強度等性能的條件下改善其缺點。聚(己二酸-對苯二甲酸)-丁二醇共聚酯(PBAT)是由對苯二甲酸(PTA)、己二酸(AA)與1，4- 丁二醇(1，3-BD)的酯化物縮合得到的一種長鏈脂肪族-芳香族共聚酯高分子材料，其結合了脂肪族聚酯的可降解性和芳香族聚酯優異的力學及熱學性能，與PLA相比，具有較快的生物降解速率及優良的柔韌性。研究表明，PBAT與PLA共混后，共混物的儲能模量和粘度隨PBAT含量的增加而逐漸提高，并且共混物的斷裂伸長率和沖擊強度均得到提高。但是PLA和PBAT的相容性較差，物理共混得到的產品性能不穩定。目前，針對物理共混的問題，袁華等提出了加入擴鏈劑六亞甲基二異氰酸酯，利用PLA和PBAT之間的擴鏈反應，向PLA分子鏈中引入亞甲基鏈和苯環單元，交聯得到聚合物。該聚合物的斷裂伸長率可達364. 35%，但二異氰酸酯的毒性限制了該產品的應用范圍，并且其得到的聚合物分子量分布較寬。

發明內容
有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種聚乳酸嵌段共聚物及其制備方法，該方法無毒無害。本發明提供了一種聚乳酸嵌段共聚物，如式(I)所示
權利要求
1.ー種聚乳酸嵌段共聚物，如式(I)所示
2.ー種聚乳酸嵌段共聚物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將聚(己ニ酸-對苯ニ甲酸)丁ニ醇共聚酷、丙交酯和第一催化劑混合，加熱至熔融狀態，進行反應后，得到式(I)結構的聚乳酸嵌段共聚物；
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述丙交酯與聚(己ニ酸-對苯ニ甲酸)丁ニ醇共聚酯的質量比為(I :9) (9:1)。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一催化劑的質量為丙交酯質量的O. 01% 1%。
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一催化劑選自異丙醇鋁、ニこ烯基鋅、氯化亞錫和辛酸亞錫中的ー種或多種。
6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述反應的反應溫度為80°C^lSO0C，反應時間為3 50h。
7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述聚(己ニ酸-對苯ニ甲酸)丁ニ醇共聚酯按照以下步驟進行制備 將對苯ニ甲酸源、己ニ酸、丁ニ醇與第二催化劑混合，依次進行酯化反應和縮聚反應，得到聚(己ニ酸-對苯ニ甲酸)丁ニ醇共聚酷，所述對苯ニ甲酸源為對苯ニ甲酸和/或對苯ニ甲酸酯類衍生物。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述對苯ニ甲酸衍生物選自對苯ニ甲酸ニ甲酷、對苯ニ甲酸ニこ酷、對苯ニ甲酸ニ辛酯和對苯ニ甲酸こニ醇酯中的一種或多種。
9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第二催化劑的質量為對苯ニ甲酸源與己ニ酸總質量的ο. οι°/Γι%。
10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第二催化劑選自鈦酸四丁酷、氯化亞錫、鈦酸異丙酯、辛酸亞錫、醋酸鋅和對甲苯磺酸中的ー種或多種。
全文摘要
本發明提供了一種聚乳酸嵌段共聚物及其制備方法，該方法將聚(己二酸-對苯二甲酸)丁二醇共聚酯、丙交酯和第一催化劑混合，加熱至熔融狀態，進行反應后，得到式(I)結構的聚乳酸嵌段共聚物。與現有技術二異氰酸酯引發PLA和PBAT之間的擴鏈反應得到聚合物相比，首先，本發明用熔融狀態的聚(己二酸-對苯二甲酸)丁二醇共聚酯作為反應物直接引發丙交酯開環聚合，其聚合方法為本體聚合，沒有添加擴鏈劑二異氰酸酯及任何有機溶劑，避免了對人體及環境帶來的危害；其次，本發明原料混合加熱反應后即可得到聚乳酸嵌段共聚物，制備方法較簡單，降低了制備成本；再次，本發明制備得到的聚乳酸嵌段共聚物結構明確，得到的共聚物分子量分布較窄。
文檔編號C08G63/08GK102838734SQ20121036161
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者陳學思, 張寶, 李杲, 莊秀麗, 邊新超, 孫敬茹 申請人:中國科學院長春應用化學研究所