一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种长支链聚乳酸及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：将聚乳酸与多官能团单体按100：0‑10的重量份比例混合均匀得聚乳酸混合料；将所述聚乳酸混合料制成聚乳酸薄膜；将所述聚乳酸薄膜进行紫外光辐照得到所述长支链聚乳酸。本发明专利技术通过将聚乳酸制成薄膜，提高紫外光的穿透性，保证聚乳酸分子能够充分地接受紫外光的照射而引发支化反应，采用紫外光这种低能量的电磁辐射，条件要求低，成本低，操作简单，安全性高，对操作人员和环境危害小；紫外光的穿透能力较小，不会造成材料的力学损失；通过改变紫外光辐照时间来控制辐照剂量，可以方便地控制聚乳酸的支化程度。

Method for preparing long chain branched polylactic acid by ultraviolet irradiation initiation

The invention relates to a long branched polylactic acid and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: polylactic acid and polyfunctional monomer by weight ratio of 100:0 10 mixing polylactic acid mixture; the poly lactic acid mixture made of polylactic acid film; the polylactic acid film to obtain the ultraviolet irradiation of long chain branched polylactic acid. The polylactic acid film, improve UV penetration, ensure the polylactic acid molecules can fully accept UV radiation caused by the branch reaction, ultraviolet electromagnetic radiation such low energy, low in requirements, low cost, simple operation, high safety, small harm to personnel and the environment; UV the penetration of small, will not cause the loss of material mechanics; by changing the irradiation time to control the dosage of radiation, can conveniently control the degree of branching of polylactic acid.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机化工
，特别是涉及一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是由淀粉、纤维素、多糖等各种可再生天然资源经过水解、发酵制得乳酸，然后再经聚合形成的一种可完全降解的环境友好型树脂，是可降解高分子材料中的一种重要的材料。聚乳酸(PLA)具有优异的生物相容性、高模量、高强度、高透明度、可塑性强等优点，这使得聚乳酸在包装、生物医疗、汽车、电子等领域都有着广泛的应用。但是聚乳酸也存在结晶度低、结晶速度慢、熔体强度低等缺点，这很大程度上限制了它在这些领域的应用，因此需要对聚乳酸进行改性。对聚乳酸的支化改性是一种有效的方法，现有的方法采用60Co-γ射线辐照，造成材料力学性能损失大，条件苛刻，成本高，操作复杂危险程度大。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法。具体的技术方案如下：一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸与多官能团单体按100：0-10的重量份比例混合均匀得聚乳酸混合料；将所述聚乳酸混合料制成聚乳酸薄膜；将所述聚乳酸薄膜进行紫外光辐照得到所述长支链聚乳酸。在其中一个实施例中，所述制成聚乳酸薄膜的操作具体为：将所述聚乳酸混合料在热压机上压延成厚度为0.05mm-0.20mm的薄膜。在其中一个实施例中，所述紫外光辐照的操作具体为：将所述聚乳酸薄膜置于紫外灯下照射0.5h-3h，温度设置为60℃-150℃。在其中一个实施例中，所述多官能团单体为异氰脲酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述聚乳酸与所述多官能团单体的重量份比例为100：0.1-3。在其中一个实施例中，所述聚乳酸混合料的制备方法为：将所述聚乳酸和所述多官能团单体加入密炼机中，温度设置为175℃-185℃，转速设置为45rpm-55rpm，混炼10min-20min。在其中一个实施例中，所述聚乳酸经75-85℃干燥处理5h-7h。在其中一个实施例中，所述紫外灯为高压汞灯，功率为0.5-3kW。在其中一个实施例中，所述聚乳酸为左旋聚乳酸。本专利技术的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的长支链聚乳酸。本专利技术的原理和有益效果如下：本专利技术通过将聚乳酸制成薄膜，提高紫外光的穿透性，保证聚乳酸分子能够充分地接受紫外光的照射而引发支化反应；采用紫外光这种低能量的电磁辐射，条件要求低，成本低，操作简单，安全性高，对操作人员和环境危害小；紫外光的穿透能力较小，不会造成材料的力学损失；通过改变紫外光辐照时间来控制辐照剂量，可以方便地控制聚乳酸的支化程度。在60～150℃下进行紫外辐照，此时聚乳酸为固体状态，可以降低聚乳酸的光降解程度，提高支化的效率，在没有多官能团单体的条件下也能高效的制备长支链聚乳酸。多官能团单体具有三个碳碳双键结构，可以分别链接三个或多个聚乳酸分子链，从而促进支化结构的形成，进一步提高支化效果。通过混炼使聚乳酸和多官能团单体混合更均匀，接触更充分，且将高温混匀与辐照分开，避免了聚乳酸在熔融状态下进行紫外光辐照造成强烈的降解反应。对聚乳酸进行干燥处理，可以减少在后续工艺流程中的降解，避免聚乳酸分子量的降低。附图说明图1为实施例所使用的紫外光照制备长支链聚乳酸装置的结构示意图；图2为实施例1-4制备得到的长支链聚乳酸样品的黏度曲线图，其中a代表实施例1，b代表实施例2，c代表实施例3，d代表实施例4；图3为实施例1和实施例5-7制备得到的长支链聚乳酸样品的黏度曲线图，其中a代表实施例1，b代表实施例5，c代表实施例6，d代表实施例7；图4为实施例1和实施例8-10制备得到的长支链聚乳酸样品的黏度曲线图，其中a代表实施例1，b代表实施例8，c代表实施例9，d代表实施例10。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：S10、将聚乳酸与多官能团单体按100：0-10的重量份比例混合均匀得聚乳酸混合料。优选的，多官能团单体为异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETMPTA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或多种，优选为季戊四醇三丙烯酸酯。多官能团单体具有三个碳碳双键结构，可以分别链接三个或多个聚乳酸分子链，从而促进支化结构的形成，进一步提高支化效果。进一步地，聚乳酸与多官能团单体的重量份比例为100：0.1-3，优选为2份。优选的，聚乳酸混合料的制备方法为：将聚乳酸和多官能团单体加入密炼机中，温度设置为175℃-185℃，转速设置为45rpm-55rpm，混炼10min-20min。通过混炼使聚乳酸和多官能团单体混合更均匀，接触更充分，且将高温混匀与辐照分开，避免聚乳酸在熔融状态下进行紫外光辐照造成强烈的降解反应。优选地，聚乳酸经75℃-85℃干燥处理5h-7h。对聚乳酸进行干燥处理，可以减少在后续工艺流程中的降解，避免聚乳酸分子量的降低。优选地，聚乳酸为左旋聚乳酸。S20、将聚乳酸混合料制成聚乳酸薄膜。具体的，制成聚乳酸薄膜的操作为：将聚乳酸混合料在热压机上压延成厚度为0.05mm-0.20mm的薄膜，优选为0.10mm，从而提高紫外光的穿透性，保证聚乳酸分子能够充分地接受紫外光的照射而引发支化反应。S30、将聚乳酸薄膜进行紫外光辐照得到长支链聚乳酸。具体的，紫外光辐照的操作为：将聚乳酸薄膜置于紫外灯下照射0.5h-3h，优选为2h，温度设置为60℃-150℃，优选为90℃。在该温度范围内，聚乳酸为固体状态，可以降低聚乳酸的光降解程度，提高支化的效率，因此在没有多官能团单体的条件下也能够高效地制备长支链聚乳酸。进一步的，紫外灯为高压汞灯，功率为0.5-3kW，优选为1.5kW。下面通过具体实施例对本专利技术进行进一步阐述。如图2所示，为实施例中所用的一种紫外光长支链聚乳酸的照制备长支链聚乳酸装置，包括红外烘箱101，用于放置样品104的玻璃板102，以及设置于红外烘箱101内玻璃板103两侧的两个紫外灯103，在密闭空间中进行紫外光辐照对操作人员和周围环境危害更小。实施例1本实施例一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸在75℃-85℃下干燥6h；将聚乳酸在热压机上压延成0.10mm厚的聚乳酸薄膜；将聚乳酸薄膜置于紫外灯下进行紫外光照射，温度设置为90℃，照射时间为2h，得到长支链聚乳酸。实施例2本实施例一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸在75℃-85℃下干燥6h；将聚乳酸与季戊四醇三丙烯酸酯按100:0.5的重量份比例加入密炼机中，温度设置为180℃，转速设置为50rpm，混炼15min得聚乳酸混合料；将聚乳酸混合料在热压机上压延成0.10mm厚的聚乳酸薄膜；将聚乳酸薄膜置于紫外灯下进行紫外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚乳酸与多官能团单体按100：0‑10的重量份比例混合均匀得聚乳酸混合料；将所述聚乳酸混合料制成聚乳酸薄膜；将所述聚乳酸薄膜进行紫外光辐照得到所述长支链聚乳酸。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光辐照引发制备长支链聚乳酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚乳酸与多官能团单体按100：0-10的重量份比例混合均匀得聚乳酸混合料；将所述聚乳酸混合料制成聚乳酸薄膜；将所述聚乳酸薄膜进行紫外光辐照得到所述长支链聚乳酸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制成聚乳酸薄膜的操作具体为：将所述聚乳酸混合料在热压机上压延成厚度为0.05mm-0.20mm的薄膜。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光辐照的操作具体为：将所述聚乳酸薄膜置于紫外灯下照射0.5h-3h，温度设置为60℃-150℃。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多官能团单体为异氰脲酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锦，何光建，汤兆宾，刘斐，马松琪，张传芝，吴永升，李俊，李颜志，
申请(专利权)人：佛山碧嘉高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44