丙交酯開環(huán)聚合制備聚乳酸的工藝研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種可完全降解、對環(huán)境友好的脂肪族聚酯類高分子材料，其制品在使用完后能在微生物、水、酸、堿等作用下完全分解，最終產物是CO2和H2O，對環(huán)境無毒無害。聚乳酸是一種熱顰性聚合物，具有良好的加工及應用性能。因此，聚乳酸的應用前景十分廣闊，開展聚乳酸的研究具有重要的經濟效益和社會效益。 本文研究了間接法合成聚乳酸，即丙交酯的合成和丙交酯的開環(huán)聚合。 以乳酸為原料制備了丙交酯。利用內消旋丙交酯在水中水解的速度大

2、于其它丙交酯的特點，用水洗和四次重結晶相結合的提純方法，獲得了高純的L-丙交酯。同單一的重結晶方法相比，水洗提純法提高了丙交酯回收率，減少了有機溶劑使用量，同時也簡化了操作。 以辛酸亞錫(Sn(Oct)2)為催化劑，將丙交酯開環(huán)聚合合成了聚乳酸。通過紅外光譜分析、核磁共振測定了聚乳酸的結構，通過粘度法和凝膠滲透色譜法(GPC)測定了聚乳酸的分子量。研究了催化劑用量、聚合溫度、聚合時間與聚乳酸分子量的關系，并考察了丙交酯純度及反應

3、壓力對聚乳酸分子量的影響。結果表明，通過控制聚合反應條件可獲得分子量較高的聚乳酸。適宜的工藝條件是催化劑與單體摩爾比為1:4000，聚合溫度為150℃，聚合時間為35h，獲得的聚合物最高粘均分子量為17萬。 本文還首次研究對比了幾種常用復合抗氧劑對聚合反應和分子量的影響。發(fā)現復合抗氧劑的加入有利于聚合物分子量的提高，并可明顯改善聚合產物色澤。同時，抗氧劑的加入也保證了高分子聚合物能夠順利地進行后續(xù)加工，并延長其最終產品的使用壽命