聚乳酸合成及深入研究-在線瀏覽
2025-08-10 04:44本頁面
【正文】 溫度，采用高真空度可以有效降低體系水分含量，從而提高聚合物的相對分子質(zhì)量。聚乳酸直接聚合的原理：反應(yīng)體系中存在著游離乳酸、水、聚酯和丙交酯的平衡反應(yīng)，其聚合方程式如下： 圖1：聚乳酸直接聚合的原理 根據(jù)聚合度的計(jì)算公式：DP=(K/nw)1/2 DP：反應(yīng)聚合度； K：反應(yīng)平衡常數(shù)；nw ：殘留水分從上式可以看出，在一定溫度下，由于K為常數(shù)，因此只有降低水分子的含量，才能達(dá)到提高聚合度的目的，反應(yīng)中微量的水分都可能使產(chǎn)物聚乳酸的相對分子質(zhì)量大大減少。此外，在聚合反應(yīng)后期，聚合物可能會(huì)降解生成丙交酯，從而限制聚乳酸的相對分子質(zhì)量的提高。 熔融聚合方法 熔融聚合是發(fā)生在聚合物熔點(diǎn)溫度以上的聚合反應(yīng)，是沒有任何介質(zhì)的本體聚合。在熔融聚合過程中，催化劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等對產(chǎn)物相對分子質(zhì)量的影響很大。熔融縮聚時(shí)存在著如下平衡反應(yīng)：圖2：熔融縮聚的平衡反應(yīng)合理控制平衡反應(yīng)，使反應(yīng)向縮聚方向進(jìn)行，減少丙交酯的生成，將有利于提高聚乳酸的相對分子質(zhì)量。范寧偉5等以乳酸為原料氧化鋅為催化劑高真空（）170℃可制出分子相對質(zhì)量大于40萬的聚乳酸。其反應(yīng)過程如下：圖3：丙交酯開環(huán)制備聚乳酸丙交酯中含有兩個(gè)不對稱碳原子，因此有四種立體異構(gòu)體：L，L及D，D對映體，L，D非對映異構(gòu)體(或內(nèi)消旋體)及L，L + D，D 外消旋體。聚乳酸的立體規(guī)整性對其熔點(diǎn)、力學(xué)性能及生物降解性都有很大影響。用這種方法可以制備分子量高達(dá)70萬到100萬的聚合物。迄今為止人們所采用的催化劑有如下幾類：1)質(zhì)子酸型催化劑；2)鹵化物型催化劑；3)陰離子型催化劑；4)有機(jī)鋁化合物催化劑；5)錫鹽類催化劑；6)稀土化合物催化劑。目前合成的乳酸共聚物主要有以下幾種：丙交酯與其它交酯共聚合、丙交酯與內(nèi)酯共聚合、丙交酯與醚段環(huán)狀酯醚共聚合、丙交酯與葡氨糖共聚合、丙交酯與氨基酸共聚合等。宇恒星等提出了由直接熔融聚合得到低分子量聚乳酸預(yù)聚物，進(jìn)一步進(jìn)行固相聚合提高聚合物相對分子質(zhì)量的方法，即直接固相聚合法，并進(jìn)行了初步的固相聚合機(jī)理分析和試驗(yàn)研究。此方法可在較短的時(shí)間內(nèi)有效提高聚合物相對分子質(zhì)量。當(dāng)熔融產(chǎn)物進(jìn)行固相縮聚時(shí)，隨著結(jié)晶度的不斷提高，體系中的低分子物質(zhì)(催化劑、丙交酯)以及大分子端基(OH，COOH)都聚集在無定形區(qū)，可以發(fā)生進(jìn)一步的酯化反應(yīng)，進(jìn)行相互連接，有利于反應(yīng)向生成聚合物的方向進(jìn)行，使得分子鏈繼續(xù)增長，得到較高相對分子質(zhì)量的產(chǎn)物。1. 5 擴(kuò)鏈法9 由于乳酸直接聚合難以獲得較高相對分子質(zhì)量的產(chǎn)物，人們尋求一種新的獲取高相對分子質(zhì)量聚乳酸的方法，這就是使用擴(kuò)鏈劑處理直接縮聚得到的聚乳酸的低聚物，得到高相對分子質(zhì)量的聚乳酸。Sepplala以2,2′雙(2惡唑啉) (BOX)和1，6己二撐異氰酸酯(HDI)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，得到的聚乳酸相對分子質(zhì)量超過20萬。華北平原糧食豐產(chǎn)區(qū)，僅就河北某縣（欒城縣）就有玉米種植面積30萬畝。石家莊地區(qū)的種植面積300萬畝，產(chǎn)量約為150萬噸。原料僅周邊地區(qū)就可以完全滿足要求。菲瑟公司的消耗玉米為三噸。聚乳酸樹脂可用來生產(chǎn)包裝袋、透明食品袋及盒子
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