專利名稱：一種聚乳酸共聚物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚乳酸共聚物及其制備的方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)，環(huán)境污染和資源短缺已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題，同時(shí)也越來(lái)越受到人們的重視。以石油為原料的合成高分子材料應(yīng)用廣泛，對(duì)人類文明的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。 但是這類材料使用后很難回收利用，造成目前嚴(yán)重的“白色污染”問(wèn)題；另一方面，石油是不可再生資源，越來(lái)越大量的消費(fèi)使人類面臨嚴(yán)重的資源短缺問(wèn)題。人們期望降解塑料，尤其是可再生資源由來(lái)的降解材料的研發(fā)和應(yīng)用在不久將來(lái)可以大大緩解這兩大問(wèn)題。聚乳酸(PLA)是目前研究應(yīng)用相對(duì)較多的一種降解材料，它是以淀粉發(fā)酵(或化學(xué)合成)得到的乳酸為基本原料制備得到的一種環(huán)境友好材料，它不僅具有良好的物理性能，還具有良好的生物相容性和降解性能，且對(duì)人體無(wú)毒無(wú)刺激。作為半結(jié)晶的材料，聚乳酸在很多方面可以代替通用塑料應(yīng)用。但是它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在60攝氏度以下，限制了聚乳酸更廣泛的應(yīng)用。提高聚乳酸的耐熱性能可通過(guò)改善聚乳酸的結(jié)晶或提高其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中提高聚乳酸的結(jié)晶能力主要包括以下幾個(gè)方面的研究1)提高L-乳酸的純度；2)加入晶核；3)與無(wú)機(jī)納米材料復(fù)合； 4)聚L乳酸與聚D乳酸的立構(gòu)絡(luò)合物。提高聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以通過(guò)乳酸與高玻璃化轉(zhuǎn)變的剛性聚酯進(jìn)行共混或共聚合來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于聚乳酸和高玻璃化轉(zhuǎn)變的剛性聚酯相容性很差，所以必須通過(guò)共聚來(lái)提高聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。由于乳酸與剛性二元醇或酸單體特別是帶苯環(huán)的剛性二元醇或酸單體進(jìn)行共聚時(shí)，由于其空間位阻比較大，反應(yīng)困難，提高反應(yīng)溫度又容易導(dǎo)致聚乳酸分解。目前共聚制備的高玻璃化轉(zhuǎn)變的聚乳酸相關(guān)文獻(xiàn)專利很少。僅有專利2005800M916. X記載制備分子量可達(dá)5W的高玻璃化轉(zhuǎn)變的聚乳酸共聚物，但其是通過(guò)利用高反應(yīng)活性但同時(shí)高毒性的碳酰氯才得以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和分子量都較高的聚乳酸共聚物及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到一種聚乳酸共聚物一種聚乳酸共聚物，該共聚物含有二元羧酸單體單元、二元醇單體單元和羥基酸單體單元。本發(fā)明的共聚物中所含有的二元羧酸單體單元為具有分子式為的二元羧酸單體單元，其中R為脂環(huán)結(jié)構(gòu)，即二元羧酸單體單元為含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的二元羧酸單體單元。為防止支化交聯(lián)，二元羧酸單體單元優(yōu)選為其分子結(jié)構(gòu)中不含其它可進(jìn)行縮合反應(yīng)的基團(tuán)。除此之外，本發(fā)明對(duì)于二元羧酸單體單元的分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別的限制。
上述二元羧酸單體單元_
權(quán)利要求
1.一種聚乳酸共聚物，其特征在于其含有二元羧酸單體單元，二元醇單體單元和羥基酸單體單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸共聚物，其特征在于所述二元醇單體單元為含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的二元醇單體單元；所述二元羧酸單體單元為含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的二元羧酸單體單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚乳酸共聚物，其特征在于所述含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的二元醇單體單元為異山梨醇單體單元；含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的二元羧酸單體單元為環(huán)己二甲酸單體單元。
4.一種權(quán)利要求1所述聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于以乳酸和共聚單體為原料，在催化劑的存在下，在0. 01-3010 的壓力和160-230°C的溫度下熔融聚合5-50小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于所述共聚單體選自于二元羧酸及其衍生物中的一種或多種、和二元醇及其衍生物中的一種或多種；其中，所述共聚單體中至少一種共聚單體為脂環(huán)狀化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于所述共聚單體還包含乳酸以外的羥基酸及其衍生物中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于所述二元羧酸及其衍生物中含有環(huán)己二甲酸結(jié)構(gòu)或環(huán)己二甲酸二甲酯結(jié)構(gòu)；二元醇及其衍生物中含有異山梨醇結(jié)構(gòu)或環(huán)己二醇結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于所述的催化劑為金屬化合物催化劑或酸類化合物催化劑，或者為金屬化合物催化劑和酸類化合物催化劑組成的復(fù)合催化劑中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于所述的金屬化合物催化劑選自于錫化合物，鈦化合物，銻化合物，鋅化合物或鋁化合物中的一種或幾種；酸類化合物催化劑選自于硫酸，磷酸或磺酸中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的聚乳酸共聚物的制備方法，其特征在于所述乳酸與共聚單體的摩爾比為1/99 99/1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚乳酸共聚物及其制備方法，該共聚物含有二元羧酸單體單元，二元醇單體單元和羥基酸單體單元，具有比聚乳酸高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，比聚乳酸具有更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性.該共聚物提高了聚乳酸的應(yīng)用范圍，可以廣泛應(yīng)用到有更高耐熱要求的包裝領(lǐng)域。該共聚物的制造方法為以乳酸和共聚單體為原料，在催化劑的存在下，在0.01-30kPa的壓力和160-230℃的溫度下熔融聚合5-50小時(shí)得到同時(shí)具備較高分子量和較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚乳酸共聚物。該方法為熔融聚合一步法，工藝直接簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C08G63/60GK102268131SQ20101019357
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者任妍虹, 何勇, 葉子濃, 左璞晶, 戴夏冀 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司