专利名称：一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法。
背景技术：
塑料制品在人们生活中是必不可少的，但传统的塑料制品一般需要上百年甚至更长的时间才能完全降解，导致了严重的“白色污染”；同时传统的塑料原料均来源于石油等不可再生资源，随着石化资源的枯竭传统的塑料工业也受到威胁。因此大力开发环境友好的可生物分解的聚合物替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。其中，聚乳酸(PLA)是非常重要的一种可生物降解塑料，是以农产品玉米提炼的乳酸为单体，经化学合成的新型生物可降解高分子材料，具有无毒、无刺激性、生物相容性好、 强度高和可生物分解及吸收等特点，在包装材料、生物医药及制药工业中有着广泛的应用。并且聚乳酸的降解速度较快，与微生物和复合有机废料混合，可在几个月之内分解成CO2和H2O0因此加大对聚乳酸类产品的开发和应用，可以解决长期以来困扰环境保护的“白色污染”，并且对实现可持续发展具有重要的意义。但由于聚乳酸分子链中长支链少，使其存在熔体强度低、应变硬化不足、韧性较差、缺乏柔性和弹性、撕裂强度低等缺点，在热成型中针对聚乳酸这类硬而脆、熔体强度低的聚合物，成型过程只能在比较窄的温度范围内进行，因此其应用受到一定的限制。并且，由于聚乳酸的分子链内不含具有反应活性的官能团，不易引入长支链，因此需要寻找合适的PLA改性手段，在不影响PLA生物降解性、生物相容性、强度等性能的条件下改善其缺点。目前，关于PLA改性的研究已有一些报道，公开号为CN101328307A的中国专利公开了一种聚乳酸增塑产品的生产方法，通过丙交酯开环聚合得到的聚乳酸聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物与聚乳酸共混，制得聚乳酸增塑产品，该产品具有较高的拉伸模量和较低的水蒸气透过率，但是合成嵌段共聚物所使用的方法工艺复杂，条件苛刻，成本较高；公开号为CN101935390A的中国专利公开了聚乳酸增韧改性剂及其制备方法，其采用溶剂法通过聚丁二酸丁二醇酯的端羟基引发丙交酯开环聚合反应，经提纯得到聚乳酸聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物，该方法可以在较低的温度和常压下进行，但是需要绝对无水的环境，聚丁二酸丁二醇酯需经过除水彻底干燥，并且加入的有机溶剂易挥发，对环境及人体造成危害。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，该方法无毒无害并且工艺简单。本发明提供了一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤A)将丁二酸和丁二醇在第一催化剂的作用下进行反应，得到熔融状态的聚丁二酸
丁二醇酯；B)将所述熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯与丙交酯在第二催化剂的作用下进行反应，得到聚乳酸嵌段共聚物。
优选的，所述第一催化剂为钛酸四丁酯、氯化亚锡、钛酸异丙酯、辛酸亚锡、醋酸锌和对甲苯磺酸中的一种或多种。优选的，所述第一催化剂与丁二酸的质量比为(0. Of I) :100。优选的，所述丙交酯与聚丁二酸丁二醇酯的质量比为(广81) :9。优选的，所述第二催化剂与丙交酯的质量比为(0. Ofl) :100。优选的，所述第二催化剂为异丙醇铝、二乙烯基锌、氯化亚锡或辛酸亚锡。优选的，所述步骤B中反应的反应温度为100°C 180°C，反应时间为5 48h。优选的，所述步骤A具体为
在惰性气体保护的条件下，将丁二酸和丁二醇在第一催化剂的作用下进行酯化反应，抽真空后进行缩聚反应，得到聚丁二酸丁二醇酯。优选的，所述酯化反应的反应温度为130°C 230°C，反应时间为l 8h。优选的，所述缩聚反应的反应温度为210°C 270°C，反应时间为2 24h，反应压力为 10 300Pa。本发明提供了一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，该方法将丁二酸和丁二醇在第一催化剂的作用下进行反应，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯；进一步与丙交酯在第二催化剂的作用下进行反应，得到聚乳酸嵌段共聚物。与现有技术溶剂法合成聚乳酸嵌段共聚物相比，首先，本发明采用本体聚合的方法合成聚乳酸嵌段共聚物，熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯作为反应物引发丙交酯开环聚合，因此聚合过程中无需添加有机溶剂，避免有机溶剂对人体及环境带来的危害；其次，将得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯不经过溶解沉降进行提纯，直接用于引发丙交酯开环聚合反应，而熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯不含任何水分，因此本发明制备方法不需经过除水干燥，简化了制备工艺，降低了生产成本。
图I为本发明实施例I中制备的聚丁二酸丁二醇酯的核磁共振氢谱图；图2为本发明实施例I中制备的聚乳酸嵌段共聚物的核磁共振氢谱图。
具体实施例方式本发明提供了一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤:A)将丁二酸和丁二醇在第一催化剂的作用下进行反应，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯；B)将所述熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯与丙交酯在第二催化剂的作用下进行反应，得到式(I)所示的聚乳酸嵌段共聚物。
c 丨 H CH；
H-(o-CH—^~一O(Ch2)4OOC(CH2)2COO(CH2)4O(-C—CH-
(I)式(I)，p=20 1600，优选为40 1400，更优选为 6(Tl200，m=2(T300，优选为 40 250，更优选为80 200。本发明需将得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯直接用于引发丙交酯开环聚合，如中间冷却凝固再加热到熔融状态则会吸收水分，必须经过彻底除水干燥，会导致此步骤耗时且难度大，聚丁二酸丁二醇酯保持为熔融状态不含任何水分，因此不需经过除水处理，简化了生产工艺。其中，所述第一催化剂为钛酸四丁酯、氯化亚锡、钛酸异丙酯、辛酸亚锡、醋酸锌和对甲苯磺酸中的一种或多种，优选为钛酸四丁酯、氯化亚锡、钛酸异丙酯和辛酸亚锡中的一种或多种，更优选为钛酸四丁酯或辛酸亚锡，第一催化剂的质量为丁二酸质量的0. op/ri%，优选为0. 05% 1%，更优选为0. 05% 0. 8%,再优选为0. 05% 0. 5%,最优选为0. 05% 0. 2%。所述第二催化剂为异丙醇铝、二乙烯基锌、氯化亚锡或辛酸亚锡，优选为异丙醇铝、氯化亚锡或辛酸亚锡，更优选为辛酸亚锡，第二催化剂的质量为丙交酯质量的0. 01% 1%，更优选为0. 08% 0. 8%,再优选为0. 09% 0. 5%,最优选为0. 09% 0. 2%。为了清楚说明本发明，以下分别对步骤A和步骤B的实验过程进行详细描述。按照本发明，所述步骤A具体为在第一催化剂和惰性气体保护的条件下，将丁二 酸和丁二醇按照摩尔比1:(广2)的比例进行混合搅拌，优选为I :(广I. 5)，使之发生酯化反应，同时收集反应生成的水，至反应体系中不再有液体馏出，然后抽真空至压力为IOlOOPa进行缩聚反应，优选为3(T250Pa，更优选为5(T200Pa，再优选为8(Tl50Pa，当搅拌速度明显变慢时，将搅拌电压升高至定值，优选为8(T220V，更优选为8(Tl80V，并记录搅拌器转数，待搅拌速度稳定，此步骤结束。所述惰性保护气体为本领域技术人员熟知的惰性气体，优选为氮气或氩气。步骤A中所述酯化反应的反应温度为130°C 230°C，优选为130°C 200°C，更优选为130°C 180°C，反应时间为8h时至反应体系中不再有液体馏出，优选为3飞h，此反应中丁二酸与丁二醇反应生成丁二酸丁二醇酯。所述缩聚反应的反应温度为210°C 270°C，优选为210°C 250°C，反应时间为2 24h，搅拌器的转数稳定，优选为4 20h，更优选为8 16h，再优选为10 14h。本发明采用一锅法进行制备聚乳酸嵌段共聚物，步骤A中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯无需经过溶解沉淀等方式进行提纯，直接用于步骤B与丙交酯开环聚合，在加料过程中聚丁二酸丁二醇酯必须始终保持熔融状态。按照本发明，所述步骤B具体为将丙交酯与第二催化剂加至聚丁二酸丁二醇酯中，在惰性气体保护的条件下进行反应，反应结束后直接进行脱挥处理，得到式(I)所示的聚乳酸嵌段共聚物。所述丙交酯与聚丁二酸丁二醇酯的质量比为(广81 ):9，优选为(r54)9，更优选为(10 45) :9。所述步骤B中的反应为丙交酯开环聚合反应，所述反应的反应温度为IOO0C 180°C，优选为100°C 160°C，更优选为100°C 140°C，反应时间为5 48h，优选为8 40h，更优选为12 35h，再优选为16 30h。本发明中由于丙交酯开环聚合采用的为本体聚合法，且在本发明反应的温度条件下，聚丁二酸丁二醇酯与丙交酯均为熔融状态，两者本身可作为溶剂，因此不需另外添加任何有机溶剂，降低了生产成本，避免了有机溶剂挥发对环境及人体带来的危害。步骤B反应结束后，直接进行脱挥处理，优选为通氮气脱挥，除去未反应的单体，挤出造粒，得到式(I)所示的聚乳酸-聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物，也无需采用溶解沉降等方式进行提纯。
本发明为一锅法反应，连续进行反应，中间产物聚丁二酸丁二醇酯不需经过任何处理，直接用于下一步骤丙交酯开环聚合反应。步骤A和步骤B可以在同一个反应釜中连续进行反应，也可以在步骤A结束后将产物转移到另外一个反应釜中继续进行下一步反应。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法进行详细描述。以下实施例中所用的试剂均为市售。实施例I I. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。I. 2将80g I. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、320g丙交酯与0. 32g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为100. Okg/mol,相对分子量分布为I. 70,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对I. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 6°C，热分解温度为272°C。利用核磁共振分别对I. I中得到的聚丁二酸丁二醇酯和I. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到两个化学物的核磁共振氢谱图，如图I和图2所示，图I为聚丁二酸丁二醇酯的核磁共振氢谱图，图2为聚乳酸嵌段共聚物的核磁共振氢谱图，图中a，b，c分别为聚合物中不同氢的位移。实施例22. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。2. 2将80g 2. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、240g丙交酯与0. 24g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为90. Okg/mol,相对分子量分布为I. 80,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对2. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. (TC，热分解温度为272°C。实施例33. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。3. 2将80g 3. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、120g丙交酯与0. 12g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为50. Okg/mol,相对分子量分布为I. 80,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对3. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为61. I°C，热分解温度为271 °C。实施例44. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。4. 2将82g 4. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、328g丙交酯与0. 328g辛 酸亚锡，在120°C下进行反应，反应16h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为120. Okg/mol,相对分子量分布为I. 75,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对4. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 5°C，热分解温度为272°C。实施例55. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。5. 2将82g 5. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、246g丙交酯与0. 246g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应16h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为110. Okg/mol,相对分子量分布为I. 81,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对5. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 3°C，热分解温度为272°C。实施例66. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。6. 2将82g 6. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、123g丙交酯与0. 123g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为90. Okg/mol,相对分子量分布为I. 77,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对6. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为61. 9°C，热分解温度为272°C。实施例77. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. Ig钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。7.2将83g 7. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、328g丙交酯与0. 328g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为125. Okg/mol,相对分子量分布为I. 78,相对分子量分布为对称的峰。
利用示差扫描量热仪(DSC)对7. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 4°C，热分解温度为272°C。实施例88. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. Ig钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至130°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。8.2将83g 8. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、246g丙交酯与0. 246g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为110. Okg/mol,相对分子量分布为I. 79,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对8. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. (TC，热分解温度为272°C。实施例99. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。9.2将83g 9. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、332g丙交酯与0. 332g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为130. Okg/mol,相对分子量分布为I. 70,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对9. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 6°C，热分解温度为272°C。实施例1010. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至210°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。10. 2将83g 10. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、249g丙交酯与0. 249g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为100. Okg/mol,相对分子量分布为I. 82,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对10. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 2°C，热分解温度为272°C。实施例1111. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。 11. 2将84g 11. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、336g丙交酯与0. 336g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为133. Okg/mol,相对分子量分布为I. 81,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对11. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 6°C，热分解温度为272°C。实施例1212. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、45g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。12. 2将84g 12. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、252g丙交酯与0. 252g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为113. Okg/mol,相对分子量分布为I. 79,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对12. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 5°C，热分解温度为272°C。实施例1313. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. Ig钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。13. 2将85g 13. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、340g丙交酯与0. 34g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为140. Okg/mol,相对分子量分布为I. 83,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对13. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 7°C，热分解温度为272°C。实施例1414. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。14. 2将85g 14. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、170g丙交酯与0. Hg辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应12h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为100. Okg/mol,相对分子量分布为I. 78,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对14. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其 熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 2°C，热分解温度为272°C。实施例1515. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、54g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至180°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。15. 2将83g 15. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、332g丙交酯与0. 332g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为135. Okg/mol,相对分子量分布为I. 86,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对15. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 6°C，热分解温度为272°C。实施例1616. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、67. 5g 丁二醇与0. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。16. 2将86g 16. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、344g丙交酯与0. 344g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应13h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为134. Okg/mol,相对分子量分布为I. 81,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对16. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 6°C，热分解温度为272°C。实施例1717. I反复抽真空充氮气将2L带四通气口的反应釜进行冷却，充入氮气，加入59g丁二酸、67. 5g 丁二醇与O. 05g钛酸四丁酯，混合搅拌并迅速升温至150°C，同时收集反应体系中产生的水，至反应中不再有液体馏出，逐步升温至240°C，抽真空进行反应，待搅拌器速度明显变慢时，逐步加大搅拌电压至120V，记录搅拌器转数，至搅拌转数不再降低达到定值，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯。17. 2将86g 17. I中得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯、258g丙交酯与O. 252g辛酸亚锡，在120°C下进行反应，反应16h后，通氮气脱挥，挤出造粒，得到聚乳酸嵌段共聚物，相对重均分子质量为110. Okg/mol,相对分子量分布为I. 78,相对分子量分布为对称的峰。利用示差扫描量热仪(DSC)对17. 2中得到的聚乳酸嵌段共聚物进行分析，得到其熔点为170°C，玻璃化转变温度为62. 5°C，热分解温度为272°C。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应·视为本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 A)将丁ニ酸和丁ニ醇在第一催化剂的作用下进行反应，得到熔融状态的聚丁ニ酸丁ニ醇酯； B)将所述熔融状态的聚丁ニ酸丁ニ醇酯与丙交酯在第二催化剂的作用下进行反应，得到聚乳酸嵌段共聚物。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂为钛酸四丁酷、氯化亚锡、钛酸异丙酯、辛酸亚锡、醋酸锌和对甲苯磺酸中的ー种或多种。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂与丁ニ酸的质量比为(0.01 I)=IOOo
4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述丙交酯与聚丁ニ酸丁ニ醇酯的质量比为(广81) :9。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述第二催化剂与丙交酯的质量比为(0.01 I) =IOOo
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述第二催化剂为异丙醇铝、ニこ烯基锌、氯化亚锡或辛酸亚锡。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中反应的反应温度为IOO0C 180°c，反应时间为5 48h。
8.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体为 在惰性气体保护的条件下，将丁ニ酸和丁ニ醇在第一催化剂的作用下进行酯化反应，抽真空后进行缩聚反应，得到聚丁ニ酸丁ニ醇酷。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述酯化反应的反应温度为130。。 230°C，反应时间为I 8h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应的反应温 度为2100C 270°C，反应时间为2 24h，反应压カ为l(T300Pa。
全文摘要
本发明提供了一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，该方法将丁二酸和丁二醇在第一催化剂的作用下进行反应，得到熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯；进一步与丙交酯在第二催化剂的作用下进行反应，得到聚乳酸嵌段共聚物。与现有技术溶剂法合成聚乳酸嵌段共聚物相比，首先，本发明采用本体聚合的方法合成聚乳酸嵌段共聚物，熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯作为反应物引发丙交酯开环聚合，无需添加有机溶剂，避免有机溶剂对人体及环境带来的危害；其次，将得到的熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯不经过溶解沉降进行提纯，直接用于引发丙交酯开环聚合反应，而熔融状态的聚丁二酸丁二醇酯不含任何水分，不需经过除水干燥，简化了制备工艺，降低了生产成本。
文档编号C08G63/60GK102786672SQ20121031302
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者庄秀丽, 张宝, 李杲, 边新超, 陈学思 申请人:中国科学院长春应用化学研究所