一种可降解聚乳酸的亲水性调控方法与流程

本发明涉及到一种聚乳酸，更具体地涉及一种可生物降解聚乳酸的亲水性调控方法。

背景技术：

1、聚乳酸是最常见的可降解塑料之一，其以生物发酵生产的乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。聚乳酸具有良好的力学性能和易加工性，可靠的生物安全性、生物可降解性、因而被广泛应用在纺织品、生物医用高分子等行业。但聚乳酸属于热塑性脂肪族聚酯，是一种疏水性材料。由于聚乳酸的结晶度高，导致其吸湿、导湿性差，影响其在纺织品以及卫生用品等方面的应用。另一方面，由于绝大多数体内或体外生物环境都是水基的，不佳的亲水性使得可生物降解聚乳酸细胞附着力低，其与生物有机体的亲和性不好，影响聚乳酸在生物医药和组织工程等领域的应用。因此，对可生物降解聚乳酸进行亲水改性具有非常重要的意义和应用前景。

2、通过在聚乳酸表面引入亲水性官能团，以化学键的形式引入到聚乳酸分子链上可改善其亲水性。中国专利cn107964110a将聚乳酸、聚乙二醇、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物进行溶液共混成膜，利用热致相分离使亲水相在材料表面积聚，构成一个具有亲水外壳覆盖的聚乳酸材料。该制备过程需要使用大量二氯甲烷或三氯甲烷溶剂，且这些溶剂的毒性较大且易挥发，容易造成环境污染并增加制备成本。中国专利cn109106972a首先用磷酸盐缓冲液中的脂肪酶来处理聚乳酸材料，增加聚乳酸表面的羟基数量，然后用壳聚糖的醋酸溶液进行处理，将亲水性壳聚糖接枝到聚乳酸表面，从而提高聚乳酸材料的亲水性，但其亲水性的提高不显著。中国专利cn107641963a将聚乳酸纤维膜表面凃覆光敏剂，随后置于一定浓度的丙烯酸水溶液中，加入可逆加成-断裂链转移剂，在氮气气氛下经紫外光辐照引发表面接枝聚合，实现纤维膜表面亲水性控制。该专利的改性过程中引入的链转移剂和化学试剂容易残留，存在处理成本高、处理效能低、重复性较差的问题。中国专利cn101643541b采用共聚和偶联两种方法将亲水能力强的金属磺酸盐基团引入聚乳酸分子链中，达到提高聚乳酸亲水性的目的。其制备方法比较复杂，技术难度高。目前聚乳酸表面的接枝方法主要是化学接枝，但化学接枝的改性方法存在引发剂残留、接枝率低、接枝工艺复杂困难等问题。综上所述，关于聚乳酸的亲水性调控方法方面，以上技术在提升可生物降解聚乳酸亲水性方面存在工艺复杂或效果不理想等问题，直接影响了聚乳酸的可靠性，限制其在生物医疗领域中应用。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的问题，本申请提供为了一种可降解聚乳酸的亲水性调控方法。

2、根据本发明，一种可降解聚乳酸的亲水性调控方法包含如下步骤：

3、s1，将聚乳酸放入稀酸中在10～30℃下进行处理一定时间以得到酸活化聚乳酸；s2，将活化后的聚乳酸、阻聚剂、丙烯酸等单体与溶剂混合均匀，s3通入惰性气体后密封；s4，置于辐照源下辐照，通过高能射线或粒子辐照聚乳酸产生大分子自由基，使其与接枝单体反应；s5，将辐照接枝后的聚乳酸通过过滤，清洗和干燥得到改性聚乳酸。

4、优选地，稀酸为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸等。在优选的实施例中，稀酸为稀盐酸。

5、优选地，阻聚剂为三氯化铁、氯化亚铜和/或硫酸铜。在优选的实施例中，阻聚剂为三氯化铁。

6、优选地，溶剂为水、乙醇和/或丙酮。在优选的实施例中，溶剂为去离子水。

7、优选地，在所述步骤s1中，处理时间为2～10h。

8、优选地，在所述步骤s2中，聚乳酸5～50重量份，阻聚剂0.1～1重量份，丙烯酸等单体5～10重量份，溶剂5～100重量份。

9、优选地，在所述步骤s2中，在将聚乳酸粒子、阻聚剂、丙烯酸单体和溶剂，通过磁力搅拌器搅拌使其充分混合。

10、优选地，惰性气体为氮气或氩气。在优选的实施例中，惰性气体为氮气。

11、优选地，在所述步骤s3中，通入惰性气体约20分钟后密封。

12、优选地，辐照源为α射线、β射线、60coγ射线、x射线、高能电子束或紫外线。在优选的实施例中，辐照源为60coγ射线。

13、优选地，在所述步骤s4中，辐照剂量率为0.01～30kgy/h。更优选地，剂量率为1-10kgy/h。更优选地，辐照剂量率为2kgy/h。

14、优选地，在所述步骤s4中，辐照剂量为1～100kgy。更优选地，辐照剂量为10-100kgy。更优选地，剂量为5～30kgy。

15、优选地，在所述步骤s5中，将接枝后的聚乳酸与溶液分离，并用单体良溶剂反复清洗后干燥，得到聚乳酸接枝的丙烯酸。

16、优选地，单体的良溶剂为去离子水。

17、有益效果

18、根据本发明的一种可降解聚乳酸的亲水性调控方法，以活化后聚乳酸作为原料，丙烯酸作为接枝单体，在惰性气氛下通过共辐射接枝法得到聚乳酸接枝丙烯酸，具有以下优点：操作简单易行，辐照与接枝同步进行，一步完成，适用性广；可在不添加引发剂的情况下将带有功能基团的乙烯基单体接枝在聚合物上，接枝产物纯净，且接枝后的聚合物材料的亲水性能得到明显改善；辐射引发效率高、接枝产品纯净、反应可控、工艺简单、危害少。特别地，通过调整单体浓度、剂量和剂量率等条件可以实获取不同亲水性的改性接枝聚乳酸。

技术特征：

1.一种可降解聚乳酸的亲水性调控方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，稀酸为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸等。

3.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，在所述步骤s1中，处理时间为2～10h。

4.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，阻聚剂为三氯化铁、氯化亚铜和/或硫酸铜。

5.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，溶剂为水、乙醇或丙酮或其混合物。

6.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，在所述步骤s2中，聚乳酸4～100重量份，阻聚剂0.1～1重量份，丙烯酸等接枝单体0.5～10重量份，溶剂5～100重量份。

7.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，惰性气体为氮气、氩气和/或氦气。

8.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，辐照源为α射线、β射线、60coγ射线、x射线、高能电子束或紫外线。

9.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，在所述步骤s4中，剂量率为0.01～30kgy/h。

10.根据权利要求1所述的亲水性调控方法，其特征在于，在所述步骤s4中，辐照剂量为1～100kgy。

技术总结
本发明涉及一种可生物降解聚乳酸的亲水性调控方法，其包括：将聚乳酸放入稀酸中10～30℃下进行处理一定时间以得到酸活化聚乳酸，将活化后的聚乳酸、阻聚剂、丙烯酸等单体与溶剂混合均匀，通入惰性气体后密封。将其置于辐照源下辐照，通过高能射线或粒子辐照聚乳酸产生大分子自由基，使其与接枝单体反应，将辐照接枝后的聚乳酸通过过滤，清洗和干燥得到改性聚乳酸。本发明方法获得的聚乳酸接枝产物纯净，且接枝后的聚乳酸的亲水性能明显改善且可控，辐射引发效率高、反应可控、工艺简单、危害少，操作简单易行，辐照与接枝同步进行，一步完成，适用性广。

技术研发人员：刘伟华,侯卫峰,周金富,王丽娜
受保护的技术使用者：苏州长锜医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16