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(chǎn)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(yīng)用性能。因此，聚乳酸的應(yīng)用前景十分廣闊，開展聚乳酸的研究具有重要的經(jīng)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(nèi)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(jié)晶相結(jié)合的提純方法，獲得了高純的L-丙交酯。同單一的重結(jié)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(jié)構(gòu)，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(guān)系，并考察了丙交酯純度及反應(yīng)

3、壓力對聚乳酸分子量的影響。結(jié)果表明，通過控制聚合反應(yīng)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(fù)合抗氧劑對聚合反應(yīng)和分子量的影響。發(fā)現(xiàn)復(fù)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(chǎn)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(chǎn)品的使用壽命