一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，包括以下步骤：将左旋聚乳酸聚合物溶液制成左旋聚乳酸聚合物薄膜，将三嵌段共聚物PDLA‑PDMS‑PDLA溶液旋涂于上述左旋聚乳酸聚合物薄膜基体之上，经过退火处理，获得所述聚乳酸基疏水薄膜。本发明专利技术的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法简单高效，工艺条件容易控制，可以制备出均匀的疏水薄膜，具有较大的实际应用价值。

Preparation method of polylactic acid hydrophobic film

The invention discloses a preparation method of a polylactic acid-based hydrophobic film, which comprises the following steps: making a levo-polylactic acid polymer film from a levo-polylactic acid polymer solution, spinning a triblock copolymer PDLA PDMS PDLA solution onto the base of the levo-polylactic acid polymer film, and annealing treatment to obtain the said levo-polylactic acid polymer film. Polylactic acid hydrophobic film. The preparation method of the polylactic acid-based hydrophobic film is simple and efficient, the process conditions are easy to control, and the uniform hydrophobic film can be prepared, which has great practical application value.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法
本专利技术涉及薄膜
，具体地说，涉及一种可降解塑料聚乳酸基薄膜，特别涉及一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法。
技术介绍
目前，塑料薄膜制品的广泛使用对生态环境造成了严重的污染，而且塑料的主要来源石油资源也日趋紧张。因此，基于能源的可持续利用和环境保护等多方面的考虑，开发和使用可生物降解材料目前受到了很大的关注。在众多可生物降解的材料中，聚乳酸(PLA)是最具有发展前景的，其具有良好的相容性、降解性能、机械性能以及透明性等优点。PLA制品最大的特性是在自然坏境中可最终降解为CO2和H2O，因此可称得上是名副其实的绿色塑料。疏水材料表面对液滴的接触角大小常被用来判定润湿性，当表面对液滴的接触角θ大于90°时，固体表面就具有疏水性，固体表面的润湿性由化学组成和表面微观结构共同决定。疏水薄膜表面由于具有防水、防结冰及防污染等自清洁性质而受到了广泛关注。但是，目前生产疏水薄膜过程中存在生产设备昂贵、生产条件严苛、不可生物降解等问题。PLA薄膜解决了生物降解这一问题，目前，常见聚乳酸薄膜的接触角为70°-80°，此类薄膜不具有疏水性，自清洁能力弱。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，包括以下步骤：将左旋聚乳酸(PLLA)聚合物溶液制成左旋聚乳酸聚合物薄膜，将三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶液旋涂于上述左旋聚乳酸聚合物薄膜基体之上，经过退火处理，获得所述聚乳酸基疏水薄膜。所述聚乳酸基疏水薄膜的制备方法还包括左旋聚乳酸聚合物薄膜经过退火处理。所述左旋聚乳酸(PLLA)聚合物溶液是将左旋聚乳酸溶于有机溶剂中，浓度为1～200mg/ml，优选为100mg/ml。所述三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶液是将三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶于有机溶剂中，浓度为1～200mg/ml，优选为100mg/ml。所述有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、四氢呋喃与正己烷的混合溶液、四氢呋喃与二氯甲烷的混合溶液中的至少一种，优选为二氯甲烷、四氢呋喃，二氯甲烷用于溶解PLLA聚合物，四氢呋喃用于溶解三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA。所述退火处理是在温度为80～180℃的条件下退火10～60min，优选的温度为100℃，时间为30min。所述左旋聚乳酸(PLLA)聚合物的数均分子量为10000～80000，优选为73499。所述三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA的数均分子量为10000～170000，优选为141350。所述左旋聚乳酸(PLLA)聚合物的制备方法包括以下步骤：在无水、无氧、无尘的环境中，称取纯化后L-丙交酯、引发剂、催化剂和溶剂，在温度为110～150℃的条件下反应1～24h，加入冷的乙醚进行沉淀，抽真空后获得所述左旋聚乳酸(PLLA)聚合物。所述引发剂与L-丙交酯的质量比为(1～2):1000，优选为1.3:1000。所述催化剂与L-丙交酯的质量比为(1～10):1000，优选为5:1000。所述L-丙交酯溶于溶剂的浓度为0.25～0.5g/ml，优选为0.33g/ml。所述引发剂为乳酸甲酯、乳酸、月桂醇，优选为乳酸甲酯。所述催化剂为辛酸亚锡、氧化锌，优选为辛酸亚锡，辛酸亚锡高效，与反应体系相容性好，能明显减少焦化、变色现象。所述溶剂为甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、环己烷中的至少一种。所述三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA的制备方法包括以下步骤：在无水、无氧、无尘的环境中，称取纯化后D-丙交酯、引发剂、催化剂和溶剂，在温度为110～150℃的条件下反应1～24h，加入冷的乙醚进行沉淀，抽真空后获得所述三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA。所述引发剂与D-丙交酯的质量比为(0.01～0.8):1，优选为(0.03～0.5):1。所述催化剂与D-丙交酯的质量比为(1～10):1000，优选为(3～5):1000。所述D-丙交酯溶于溶剂的浓度为0.1～0.5g/ml，优选为0.2～0.3g/ml。所述引发剂为Mn＝10000、4500～5500、600～850的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，优选Mn＝10000。所述催化剂为辛酸亚锡、氧化锌，优选为辛酸亚锡，辛酸亚锡高效，与反应体系相容性好，能明显减少焦化、变色现象。所述溶剂为甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、环己烷中的至少一种。所述L-丙交酯或D-丙交酯经过纯化，纯化包括以下步骤：把L-丙交酯或D-丙交酯与其质量比为75％的乙酸乙酯混合，在温度为50～80℃的条件下使L-丙交酯或D-丙交酯完全溶解，室温冷却并放置在冰箱中保存过夜，把溶解了杂质的乙酸乙酯抽滤干净，按照上述方法提纯三次，最后把L-丙交酯或D-丙交酯抽真空，抽除所有的溶剂，获得纯化后L-丙交酯或D-丙交酯。PDLA-PDMS-PDLA中PDLA为右旋聚乳酸。本专利技术的丙交酯(DL-lactide)结构式如下：PLLA聚合物合成的反应方程式如下所示：引发剂的合成：第一个单体加成：链增长：链转移：聚合度n≈139～1112。聚合度n＝聚乳酸数均分子量/聚乳酸重复单元分子量(72)，Mn＝73499的PLLA的n≈1020。三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA合成的反应方程式如下所示：m≈135(数均分子量为10000的PDMS)，n≈1～972(Mn＝141350的PDLA-PDMS-PDLA的m≈135,n≈912)。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，以一种可生物降解型材料聚乳酸制备出聚乳酸基疏水薄膜，通过聚乳酸的立构复合作用使左旋聚乳酸(PLLA)薄膜与三嵌段聚合物PDLA-PDMS-PDLA薄膜发生作用，由于聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的低表面自由能的硅以及PLLA聚合物与嵌段PDLA发生立构复合作用，产生表面微观形貌双重作用，使得聚乳酸基薄膜具有疏水的特性，本专利技术的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法简单高效，工艺条件容易控制，可以制备出均匀的疏水薄膜，具有较大的实际应用价值。本专利技术的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，具体是通过立构复合作用使PLLA薄膜基体与PDLA-PDMS-PDLA三嵌段聚合物薄膜发生反应而制备出聚乳酸基疏水薄膜，PLLA薄膜与PDLA-PDMS-PDLA三嵌段共聚物薄膜产生立构复合作用制备聚乳酸基疏水薄膜。附图说明图1是分子量为73499的PLLA聚合物溶液和分子量为141350、浓度为100mg/ml的四氢呋喃三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶液形成的聚乳酸基疏水薄膜(经过100℃下退火30min)的场发射扫描电镜图。图2是分子量为73499的PLLA聚合物溶液和分子量为141350、浓度为100mg/ml的四氢呋喃三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶液形成的聚乳酸基疏水薄膜(未退火)的场发射扫描电镜图。图3为聚乳酸基疏水薄膜的X射线衍射图，其中，a为PLLA(分子量73499)聚合物溶液形成的薄膜通过100℃下退火30min后的X射线衍射图，b为三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA(分子量141350)溶液形成的薄膜通过100℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将左旋聚乳酸聚合物溶液制成左旋聚乳酸聚合物薄膜，将三嵌段共聚物PDLA‑PDMS‑PDLA溶液旋涂于上述左旋聚乳酸聚合物薄膜基体之上，经过退火处理，获得所述聚乳酸基疏水薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将左旋聚乳酸聚合物溶液制成左旋聚乳酸聚合物薄膜，将三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶液旋涂于上述左旋聚乳酸聚合物薄膜基体之上，经过退火处理，获得所述聚乳酸基疏水薄膜。2.根据权利要求1所述的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚乳酸基疏水薄膜的制备方法还包括：左旋聚乳酸聚合物薄膜经过退火处理。3.根据权利要求1或2所述的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述左旋聚乳酸聚合物溶液是将左旋聚乳酸溶于有机溶剂中，浓度为1～200mg/ml，优选为100mg/ml；所述三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶液是将三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA溶于有机溶剂中，浓度为1～200mg/ml，优选为100mg/ml；优选的，所述有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、四氢呋喃与正己烷的混合溶液、四氢呋喃与二氯甲烷的混合溶液中的至少一种，优选为二氯甲烷、四氢呋喃。4.根据权利要求1或2所述的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述退火处理是在温度为80～180℃的条件下退火10～60min，优选的温度为100℃，时间为30min。5.根据权利要求1或2所述的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述左旋聚乳酸聚合物的数均分子量为10000～80000，优选为73499；所述三嵌段共聚物PDLA-PDMS-PDLA的数均分子量为10000～170000，优选为141350。6.根据权利要求1或2所述的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述左旋聚乳酸聚合物的制备方法包括以下步骤：在无水、无氧、无尘的环境中，称取纯化后L-丙交酯、引发剂、催化剂和溶剂，在温度为110～150℃的条件下反应1～24h，加入冷的乙醚进行沉淀，抽真空后获得所述左旋聚乳酸聚合物。7.根据权利要求6所述的聚乳酸基疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述引发剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐颂超，吴单，王婷兰，姚远，王刚，毕伯威，王婧琳，张文凭，华启侠，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31