【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子材料合成技術，具體涉及一種改性聚乳酸及其制備方法和生產裝置。
技術介紹
1、聚乳酸，又稱聚丙交酯，是一種可完全生物降解的聚酯類高分子材料，由乳酸縮聚制得。目前多以玉米等含淀粉生物質或秸稈纖維素為原料，發酵生產乳酸，再將乳酸制備成環狀二聚體丙交酯，隨后將丙交酯開環聚合生成聚乳酸。聚乳酸制品的廢棄物可被自然界中微生物分解成二氧化碳和水，二氧化碳和水通過植物光合作用，形成生物質并繼續成為聚乳酸發酵的原料，因此聚乳酸是目前世界公認的環境友好材料。
2、聚乳酸因其良好的可生物降解性、生物相容性和生物可吸收性，已被醫療植入、外科縫合線、藥物控釋體系、骨折內固定和組織再生等方面大量應用，尤其是在作為組織工程支架材料方面。但是，傳統的聚乳酸分子鏈中的羰基與鄰近氧原子呈現共平面狀態，與鄰近碳原子距離較近，不易發生旋轉，導致分子鏈柔性較差，使得聚乳酸材料質地較硬且易碎，韌性不佳，不易彎曲。此外，聚乳酸材料還存在拉伸長度不足、熱穩定性較差以及降解度過高的問題，這些缺點限制了聚乳酸的實際應用，是目前亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種改性聚乳酸，具有高韌性、高扯斷伸長率、低拉伸強度、高熱穩定性和低降解度。
2、本專利技術提供一種上述的改性聚乳酸的制備方法，通過本專利技術的制備方法能夠在短時間內獲得大量穩定且性能優良的改性聚乳酸，便于后續大規模生產。
3、本專利技術還提供一種改性聚乳酸的生產裝置，使用該生產裝置進行改性聚乳酸的生產可以
4、本專利技術提供一種改性聚乳酸，改性聚乳酸通過聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物對聚乳酸改性得到。
5、如上所述的改性聚乳酸，其中，聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物和聚乳酸的質量比為1：(1-5)。
6、如上所述的改性聚乳酸，其中，酸酐包括琥珀酸酐、己二酸酐、馬來酸酐、甲基馬來酸酐、二甲基馬來酸酐中至少一種。
7、如上所述的改性聚乳酸，其中，改性聚乳酸的接枝率為1.5％-3.5％。
8、如上所述的改性聚乳酸，其中，改性聚乳酸的分子量為2.5×105-4.5×105。
9、本專利技術提供一種上述的改性聚乳酸的制備方法，包括如下步驟：
10、步驟1、將丙交酯、第一催化劑、第一引發劑和酸酐進行第一開環聚合反應，得到聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物；
11、步驟2、將丙交酯、第二催化劑和第二引發劑進行第二開環聚合反應，得到聚乳酸；
12、步驟3、將聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物和聚乳酸進行熔融共混反應，得到改性聚乳酸。
13、如上所述的制備方法，其中，步驟1和2中丙交酯的總質量和步驟1中酸酐的質量比為(30-70)：1；
14、和/或，步驟1中，丙交酯、第一催化劑、第一引發劑和酸酐的質量比為(5000-6000)：1：(25-35)：(500-600)；
15、和/或，聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物和聚乳酸的質量比為1：(1-5)。
16、如上所述的制備方法，其中，第一開環聚合反應的溫度為140-180℃，壓力為0.01-0.5mpa，時間為1-3h；
17、和/或，第二開環聚合反應的溫度為140-180℃，壓力為0.01-0.5mpa，時間為2-4h；
18、和/或，熔融共混反應的溫度為170-190℃，壓力為12-20mpa，時間為2-6h。
19、如上所述的制備方法，其中，丙交酯包括l-丙交酯、d-丙交酯、內消旋丙交酯中的至少一種；
20、和/或，第一催化劑和第二催化劑各自獨立地選自戊酸錫、戊酸亞錫、己酸錫、己酸亞錫、庚酸錫、庚酸亞錫、辛酸錫、辛酸亞錫中的至少一種；
21、和/或，第一引發劑和第二引發劑各自獨立地選自丁二醇、丙二醇、戊二醇中的至少一種；
22、和/或，酸酐包括琥珀酸酐、己二酸酐、馬來酸酐、甲基馬來酸酐、二甲基馬來酸酐中至少一種。
23、本專利技術還提供一種上述改性聚乳酸的生產裝置，包括第一反應釜、第二反應釜和塔式反應器；
24、第一反應釜與第二反應釜并聯設置，且第一反應釜和第二反應釜的出料口分別與塔式反應器的進料口連通；
25、第一反應釜和第二反應釜分別用于進行第一開環聚合反應和第二開環聚合反應；
26、塔式反應器用于進行熔融共混反應。
27、本專利技術提供一種改性聚乳酸，通過將聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物對聚乳酸改性得到改性聚乳酸，與使用酸酐直接對聚乳酸進行改性得到的改性聚乳酸相比，具備更高的扯斷伸長率、更低的拉伸強度和更低的彈性模量，進而具有更好的韌性；具備更高的熱分解溫度和更低的降解度，進而表現出更高的穩定性。
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1.一種改性聚乳酸，其特征在于，所述改性聚乳酸通過聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物對聚乳酸改性得到。
2.根據權利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物和所述聚乳酸的質量比為1：(1-5)。
3.根據權利要求1或2所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述酸酐包括琥珀酸酐、己二酸酐、馬來酸酐、甲基馬來酸酐、二甲基馬來酸酐中至少一種。
4.根據權利要求1-3任一項所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述改性聚乳酸的接枝率為1.5％-3.5％。
5.根據權利要求1-4任一項所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述改性聚乳酸的分子量為2.5×105-4.5×105。
6.一種權利要求1-5任一項所述的改性聚乳酸的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟1和2中丙交酯的總質量和步驟1中酸酐的質量比為(30-70)：1；
8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述第一開環聚合反應的溫度為140-180℃，壓力為0.01-0.5Mpa，時間為1-3h；
9.根據權利要求6-8任一項所述的制備方法，其特征在于，所述丙交酯包括L-丙交酯、D-丙交酯、內消旋丙交酯中的至少一種；
10.一種權利要求1-5任一項所述的改性聚乳酸的生產裝置，其特征在于，包括第一反應釜、第二反應釜和塔式反應器；
...【技術特征摘要】
1.一種改性聚乳酸，其特征在于，所述改性聚乳酸通過聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物對聚乳酸改性得到。
2.根據權利要求1所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述聚乳酸與酸酐的嵌段共聚物和所述聚乳酸的質量比為1：(1-5)。
3.根據權利要求1或2所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述酸酐包括琥珀酸酐、己二酸酐、馬來酸酐、甲基馬來酸酐、二甲基馬來酸酐中至少一種。
4.根據權利要求1-3任一項所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述改性聚乳酸的接枝率為1.5％-3.5％。
5.根據權利要求1-4任一項所述的改性聚乳酸，其特征在于，所述改性聚乳酸的分子量為2.5×105-4.5×105。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王旭，方子來，范潔松，何光文，
申請(專利權)人：萬華化學集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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