本發(fā)明涉及一種聚乳酸多孔膜材料及其制備方法，尤其涉及一種可降解聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染是世界性難題，尤其是難降解的塑料垃圾污染物。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注，尤其重視可降解高分子材料的研究開(kāi)發(fā)，以減少固體廢棄物，提高可持續(xù)發(fā)展。因此，人們?cè)絹?lái)越青睞可生物降解的材料。聚乳酸（pla）是以乳酸為原料制備，來(lái)自于可再生的淀粉和糖類發(fā)酵。聚乳酸具有較好的物理、化學(xué)和加工性能，具有可降解的特性，在大自然中降解為co2和h2o，是一種綠色材料。聚乳酸的玻璃化溫度為50-60℃，高結(jié)晶度，較純的聚乳酸的缺口沖擊強(qiáng)度為2.56kj/m²，斷裂伸長(zhǎng)率為10.7%，拉伸強(qiáng)度為61.2mpa，常溫下，pla硬而脆，韌性差，極大的限制了聚乳酸在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、電子器件、生物技術(shù)和光子晶體等領(lǐng)域的應(yīng)用。聚氧乙烯（peo）具有高度的柔順性，是一種結(jié)晶性、熱塑性的水溶性聚合物，peo與pla都是環(huán)境友好的材料，peo與pla共混一方面可以改性pla的柔韌性，另一方面依然可以保持材料的可降解性。有序微米尺寸多孔pla-peo復(fù)合材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、電子器件、生物技術(shù)和光子晶體等領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。目前制備多孔膜的方法有刻蝕方法和自組裝模板法，傳統(tǒng)的刻蝕方法的儀器設(shè)備成本高操作復(fù)雜，而自組裝模板法在制備過(guò)程中要去除模板，操作步驟繁雜效率低。液滴模板法一步制備多孔膜，以水珠為模板，在高濕度條件下，通過(guò)溶劑的揮發(fā)使得水蒸氣冷凝在聚合物表面，溶劑和水完全揮發(fā)就得到多孔膜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明首次公布了可降解聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜及其制備方法。

本發(fā)明的目的在于提供一種聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜材料及其制備方法，結(jié)合聚乳酸和聚氧乙烯通過(guò)液滴模板法制備出規(guī)整的有序多孔膜。與純聚乳酸相比，所述聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜材料可降解，同時(shí)韌性得到提高?？梢詳U(kuò)大聚乳酸多孔膜在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明包括以下步驟：

步驟（1），將一定量的聚乳酸和聚氧乙烯溶解在有機(jī)溶劑中，得到溶液a；

步驟（2），將上述步驟（1）中a溶液滴在玻璃基板上澆鑄成膜，在一定溫度和濕度下，將玻璃基板放在密閉容器中成膜，待溶劑揮發(fā)后，在玻璃基板上就形成了膜b；

步驟（3），將上述步驟（2）中膜b在50℃真空干燥2h，除去殘余溶劑，把膜放入干燥器中備用。

所述聚乳酸為左旋聚乳酸，聚乳酸的重均分子量為8×10⁴-2×10⁵，聚氧乙烯的重均分子量為3×10⁴-1×10⁵；聚乳酸的質(zhì)量份數(shù)為100份，聚氧乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-25份，溶液a的濃度為0.5%-1.5%（wt%）。在制備聚乳酸-聚氧乙烯多孔膜的過(guò)程中，溶液a的濃度過(guò)低不能成膜，溶液a的濃度較大制備的膜孔徑較小甚至沒(méi)有孔。

所述有機(jī)溶劑可以為四氫呋喃、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷或二甲基亞砜中的一種或多種溶劑。有機(jī)溶劑可以溶解聚乳酸和聚氧乙烯，同時(shí)有機(jī)溶劑易揮發(fā)，在液滴模板法制備聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜的過(guò)程中利用成膜溶液溶劑揮發(fā)過(guò)程中所凝結(jié)的液滴陣列作為模板，一步法制備有序多孔膜。

為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（2）中的溫度為30-60℃，濕度為55%-85%。在制備聚乳酸-聚氧乙烯多孔膜的過(guò)程中，溫度越高溶劑揮發(fā)速度越快，聚乳酸-聚氧乙烯多孔膜的孔徑越?。粷穸仍酱?，液滴的體積越大，聚乳酸-聚氧乙烯多孔膜的孔徑越大。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，聚乳酸與聚氧乙烯均為環(huán)境友好型材料，都可降解；一方面聚氧乙烯具有高度的柔順性，另一方面聚乳酸與聚氧乙烯的溶度參數(shù)相近，相容性較好，因此聚氧乙烯可以有效的改善聚乳酸的韌性；通過(guò)液滴模板法制備聚乳酸-聚氧乙烯多孔膜，一步制備多孔膜，操作簡(jiǎn)單；在本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)參數(shù)下，可以制備可降解聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜，可以擴(kuò)大聚乳酸在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里的應(yīng)用范圍。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜的sem圖；

圖2為實(shí)施例2的聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜的sem圖；

圖3為實(shí)施例3的聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜的sem圖。

具體實(shí)施例

實(shí)施例1：

將聚乳酸（mw=18×10⁴）與聚氧乙烯（mw=5×10⁴）按照質(zhì)量比10:1在三氯甲烷中配制濃度為1wt%的溶液；然后將溶液澆鑄在玻璃基板上成膜，在34℃和80%濕度條件下，將玻璃基板放在密閉容器中成膜，待溶劑揮發(fā)后，在玻璃基板上就形成了膜；最后將膜在50℃真空干燥2h，除去殘余溶劑，把膜放入干燥器中備用。

用掃描電鏡（sem，jeol-6380lv）測(cè)試聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜的表面結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料的力學(xué)性能按gb1843在萬(wàn)能沖擊試驗(yàn)機(jī)和電子拉力機(jī)上測(cè)試沖擊和拉伸性能。

如圖1所示，本實(shí)施例的膜為多孔膜，孔徑大小一致，孔的直徑為6.5um左右，膜孔有序排列，可以直觀證明實(shí)施例1成功的制備出了聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜。在34℃和80%濕度條件下，可以制備得到規(guī)整有序的可降解聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜。測(cè)試得到多孔膜的斷裂伸長(zhǎng)率為75.3%，拉伸強(qiáng)度為57.2mpa，得到聚氧乙烯的加入使得聚乳酸的韌性得到改變。

實(shí)施例2：

將聚乳酸（mw=18×10⁴）與聚氧乙烯（mw=5×10⁴）按照質(zhì)量比10:1在二氯甲烷中配制濃度為1wt%的溶液；然后將溶液澆鑄在玻璃基板上成膜，在34℃和65%濕度條件下，將玻璃基板放在密閉容器中成膜，待溶劑揮發(fā)后，在玻璃基板上就形成了膜；最后將膜在50℃真空干燥2h，除去殘余溶劑，把膜放入干燥器中備用。

測(cè)試方法與實(shí)施例1的測(cè)試方法相同，結(jié)合圖2進(jìn)行分析，本實(shí)施例制備的膜為多孔膜，孔的大小一致，孔的直徑為4um左右，相比實(shí)施例1孔徑變小，主要是因?yàn)樵跍囟炔蛔兊那闆r下濕度調(diào)整為65%，濕度變低，液滴體積減小，同時(shí)溶劑易揮發(fā)，揮發(fā)速度變大，綜合使得孔的直徑變小。圖中孔有序排列，直觀的證明實(shí)施例2成功的制備出了聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜。測(cè)試得到多孔膜的斷裂伸長(zhǎng)率為80.3%，拉伸強(qiáng)度為55.2mpa，得到聚氧乙烯的加入使得聚乳酸的韌性得到改變。從數(shù)據(jù)分析得出多孔膜的孔徑變小，膜的韌性較好。

實(shí)施例3：

將聚乳酸（mw=1×10⁵）與聚氧乙烯（mw=5×10⁴）按照質(zhì)量比5:1在四氫呋喃中配制濃度為1wt%的溶液；然后將溶液澆鑄在玻璃基板上成膜，在34℃和75%濕度條件下，將玻璃基板放在密閉容器中成膜，待溶劑揮發(fā)后，在玻璃基板上就形成了膜；最后將膜在50℃真空干燥2h，除去殘余溶劑，把膜放入干燥器中備用。

測(cè)試方法與實(shí)施例1的測(cè)試方法相同，結(jié)合圖3進(jìn)行分析，本實(shí)施例制備的膜為多孔膜，孔的大小一致，孔的直徑為4.5um左右。相比實(shí)施例1孔徑變小，主要是因?yàn)樵跍囟炔蛔兊那闆r下濕度調(diào)整為75%，濕度變低，液滴體積減小，同時(shí)溶劑易揮發(fā)，揮發(fā)速度變大，綜合使得孔的直徑變小。相比實(shí)施例2孔徑變大，主要是因?yàn)樵跍囟炔蛔兊那闆r下濕度調(diào)整為75%，濕度相對(duì)變高，液滴體積相比實(shí)施例2變大，使得孔的直徑比實(shí)施例2的要大。圖3中孔有序排列，直觀的證明實(shí)施例3成功的制備出了聚乳酸-聚氧乙烯規(guī)整多孔膜。測(cè)試得到多孔膜的斷裂伸長(zhǎng)率為88.1%，拉伸強(qiáng)度為57mpa，得到聚氧乙烯的加入使得聚乳酸的韌性得到改變，聚氧乙烯加入越多韌性越好。