一种聚乳酸的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸的制备方法及其产品，包括，在密闭体系条件下，将乳酸进行预除水，得到除水乳酸原料；将除水乳酸原料和锡类催化剂在室温下物理共混，在80～130℃、0.01～0.08MPa，经搅拌反应2～24h；将压力降至2～300Pa，温度升至150～190℃，继续搅拌反应24～36h，得到的粘稠均相溶液经提纯、干燥处理后获得聚乳酸产物。本发明专利技术提供了一种聚乳酸的制备方法，通过催化剂和工艺的调控，一步法直接熔融缩聚形成聚乳酸，提供了一种低成本、工艺简单的乳酸单体合成聚乳酸的方法。单的乳酸单体合成聚乳酸的方法。单的乳酸单体合成聚乳酸的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸的制备方法及其产品


[0001]本专利技术属于高分子材料制备
，具体涉及到一种聚乳酸的制备方法及其产品。

技术介绍

[0002]石油基化合物的大量使用给人们的生产生活带来了极大的便利，同时带来了能源和环境两大世界性难题。因此，人们对可生物降解聚合物特别是由生物基原料衍生出的聚合物的需求不断增加。聚乳酸(PLA)是一种由天然资源例如玉米淀粉，木薯根碎片，淀粉或甘蔗等衍生出的可生物降解的脂肪族聚酯，具有可生物降解性，可再生性，生物相容性，高机械强度，高熔融温度和易加工性等固有优势，因此PLA作为化石基聚合物的一种有前途的替代物，已经受到了越来越多的关注。目前，已被广泛应用于工业、医药、建筑、交通、农业、电子电气、汽车、环保材料等领域。
[0003]目前，关于聚乳酸的合成制备方法有很多，大体而言，聚乳酸的聚合方法主要有两大类：直接缩聚法和丙交酯开环聚合法。常用的丙交酯开环聚合法是先用乳酸合成分子量较低的低聚物，低聚物在醇类等引发剂的作用下裂解成丙交酯(LA)，LA再开环聚合制备高分子量的聚乳酸。该方法是目前工业生产高分子量PLA的基本方法，二步开环聚合法工艺成熟，易于控制，生产的聚乳酸分子量高、强度好，可以获得相对分子质量上百万的PLA。但是，这一方法的缺点是：反应步骤多，工艺复杂，技术含量高，成本高，限制了当前聚乳酸的工业化生产。
[0004]直接缩聚法是目前聚酯工业中最常用的聚合方法，用于生产PET、PBT等的技术早已比较成熟，如若将成熟的生产工艺应用于聚乳酸的制备，将能有效降低生产成本。然而，直接缩聚法在体系中存在着游离乳酸、水、聚酯和丙交酯的平衡，后期聚合过程中从粘稠溶融状态中除去水很困难，因此最终产物的相对分子质量有所限制，且分子量分布较宽，其性能难以满足实际使用。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种聚乳酸的制备方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种聚乳酸的制备方法，包括，
[0009]在密闭体系条件下，将乳酸进行预除水，得到除水乳酸原料；
[0010]将除水乳酸原料和锡类催化剂在室温下物理共混，在80～130℃、0.01～0.08MPa，经搅拌反应2～24h；
[0011]将压力降至2～300Pa，温度升至150～190℃，继续搅拌反应24～36h，得到的粘稠均相溶液经提纯、干燥处理后获得聚乳酸产物。
[0012]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述预除水，其中，除水压力为0.01～0.10MPa，除水温度为40～90℃。
[0013]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述除水乳酸原料，含水量小于0.5％。
[0014]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述锡类催化剂为无水氯化亚锡、二水合氯化亚锡、辛酸亚锡、苯甲酸亚锡、对本甲磺酸、磺基水杨酸、氧化亚锡和溴化亚锡中的一种或几种。
[0015]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：催化剂添加量为乳酸用量的0.5％～5％。
[0016]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述锡类催化剂为辛酸亚锡、苯甲酸亚锡按照质量比1:1组成的复合催化剂。
[0017]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：复合催化剂的添加量为乳酸的1％。
[0018]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述锡类催化剂为二水合氯化亚锡、磺基水杨酸按照质量比1:1组成的复合催化剂。
[0019]作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：复合催化剂的添加量为乳酸的1％。
[0020]本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种聚乳酸的制备方法制得的聚乳酸产品。
[0021]本专利技术有益效果：
[0022](1)本专利技术提供了一种聚乳酸的制备方法，通过催化剂和工艺的调控，一步法直接熔融缩聚形成聚乳酸，提供了一种低成本、工艺简单的乳酸单体合成聚乳酸的方法。
[0023](2)本专利技术制备聚乳酸后处理过程采用环境友好的有机溶剂进行溶解，获得较高分子量的聚乳酸；同时通过后处理工艺的优化控制，避免了产品中溶剂残留问题，制备的聚乳酸可以成膜，具有食品包装和农业地膜等领域的潜在应用。
[0024](3)本专利技术提供的方法制备的聚乳酸具有合适的分子量且分布指数较小，熔点有所提升，热稳定性较现有产品具有明显改善。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0026]图1为本专利技术实施例中聚乳酸的合成方法示意图。
[0027]图2为本专利技术实施例中制得的聚乳酸的1H NMR谱图。
[0028]图3为本专利技术实施例提供的聚乳酸的
13
C NMR谱图。
[0029]图4为本专利技术实施例提供的聚乳酸的FT
‑
IR谱图。
[0030]图5为本专利技术实施例提供的聚乳酸的质谱谱图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0032]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，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，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推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0033]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0034]本专利技术中原料，均为普通市售产品。
[0035]实施例1
[0036]本实施例提供一种聚乳酸的制备方法，主要步骤为：
[0037](1)首先称取30g乳酸，控制反应温度为60℃，在0.08MPa下将原料乳酸预脱水2h；
[0038](2)加入0.5Wt％无水氯化亚锡作为催化剂共混30min，120℃条件下，0.09MPa经搅拌反应4h，再将压力降至100Pa，温度升至165℃，继续搅拌反应24h，产物用氯仿溶解，经沉淀、离心、干燥操作后获得产物聚乳酸。
[0039]根据GPC法测试聚乳酸的重均分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸的制备方法，其特征在于：包括，在密闭体系条件下，将乳酸进行预除水，得到除水乳酸原料；将除水乳酸原料和锡类催化剂在室温下物理共混，在80～130℃、0.01～0.08MPa，经搅拌反应2～24h；将压力降至2～300Pa，温度升至150～190℃，继续搅拌反应24～36h，得到的粘稠均相溶液经提纯、干燥处理后获得聚乳酸产物。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述预除水，其中，除水压力为0.01～0.10MPa，除水温度为40～90℃。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述除水乳酸原料，含水量小于0.5％。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述锡类催化剂为无水氯化亚锡、二水合氯化亚锡、辛酸亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家宝，孟正华，廖龙凤，范俊华，高成涛，李娟，罗珊珊，
申请(专利权)人：江林贵州高科发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：