[发明专利]一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，具体地，涉及一 种具有高分子量，并且，以较低的成本，通过重复进行加热溶融处理， 就可以仅使立体络合物结晶得以成长的聚乳酸嵌段共聚物。

背景技术

源自石油的塑料多质轻、坚韧，具有耐久性，可以容易地并且任 意地成形，因此，被批量地生产，逐渐在多方面支持着我们的生活。 但是，这些塑料被废弃在环境中时，因不易分解而蓄积。此外，在对 其进行烧毁时会放出大量的二氧化碳气体，加速了地球温暖化。

鉴于目前的现状，由脱石油原料组成的树脂、或可以被微生物分 解的生分解性塑料正逐渐被广泛研究起来。现在研究的大部分生分解 性塑料具有脂肪族羧酸酯单位，易于被微生物分解。另一方面，其缺 乏热稳定性，在熔融纺丝、注射模塑成形、熔融制膜等使其暴露在高 温的成形工序中，分子量降低和色相变差的现象严重。

其中，聚乳酸(以下也称PLA)具有良好的耐热性，是一种在色 相和机械强度之间达到了平衡的塑料。聚L-乳酸(以下也称PLLA) 或聚D-乳酸(以下也称PDLA)的均聚物(以下也称homo PLA或均 PLA)的制备方法有以丙交酯为原料的开环聚合法和采用乳酸脱水缩 合的直接聚合法。所述聚L-乳酸和所述聚D-乳酸的熔点一般在170℃ 左右。因此，与以聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯为代表 的石油化学系聚酯相比，其耐热性低，如，以制备的聚L-乳酸作为纤 维等使用时，存在其制品不得熨烫的问题。因此，目前需要其具有较 高的耐热性。

为了解决上述问题，对提高聚乳酸的耐热性进行了研究。其中之 一可以列举由聚L-乳酸和聚D-乳酸混合而形成的立体络合物聚乳酸 (以下也叫scPLA)。

但是，聚L-乳酸和聚D-乳酸以1∶1的质量比混合时，通常不只出 现立体络合物结晶，特别是在高分子量领域中，多会同时出现均PLA 结晶。此外，通过加热熔融处理，很难形成立体络合物结晶含有率稳 定在100％的scPLA，由此，由于均PLA的存在，所以具有无法充分发 挥具有高熔点的scPLA的特征的问题。因此，急需一种制备不掺杂均 PLA的、scPLA含有率稳定在100％的制品的方法。

在此，除了混合所述聚L-乳酸和所述聚D-乳酸的制备scPLA的方 法以外，还有等量混合聚L-乳酸和聚D-乳酸、使聚L-乳酸和聚D-乳酸 反应以共价键结合、而制备聚乳酸嵌段共聚物的方法(如，参照特开 2002-356543号公报)。由此，在聚乳酸嵌段共聚物的分子间的L-乳酸 单位的链锁和D-乳酸单位的链锁之间优先生成scPLA，在示差扫描热 量测定(DSC)的图表上没有确认出均PLA的特征峰。即，能够制备 出不掺杂均PLA的、scPLA的含有率稳定在100％的制品。

另外，特开2003-342836号公报中公开了一种热粘合纤维，它是 一种芯鞘复合型的纤维，构成芯部的成分是由光学纯度在70-100％的 聚L-乳酸和光学纯度在70-100％ee的聚D-乳酸共混，形成所得的立体 络合物的聚乳酸系聚合物。

发明内容

但是，目前，D成分的原料D-丙交酯或D-乳酸，因来源受到限制， 且流通量少，使得与L成分的原料L-丙交酯或L-乳酸相比，市场价格 偏高。因此，按照以往的技术，在将D成分和L成分以等量混合时，D 成分和L成分的质量比为1∶1的立体络合物聚乳酸的生产成本必然变 高。

此外，上述的特开2002-356543号公报中公开了由聚L-乳酸和聚 D-乳酸组成的多嵌段共聚物的制备方法，所述多嵌段共聚物为只含有 立体络合物结晶的立体络合物聚乳酸。但是，每次增加所述多嵌段共 聚物的嵌段数时，都要进行再沉淀，存在不适用于工业生产的问题。 因此，目前还没有提出以低成本、并且，重量平均分子量在10万以上， 通过反复的熔融和结晶，就能够仅使立体络合物结晶成长的聚乳酸嵌 段共聚物制备方法。

进而，上述的特开2003-356543号公报记载的技术中，聚L-乳酸 和聚D-乳酸的混合比例，在30/70-70/30(质量比)的范围以外时，阻 碍立体特异性结合的立体络合物的形成，很难将所得的聚乳酸系聚合 物的结晶溶解开始温度控制在180℃以上，存在不能对应于广泛的成 形温度范围的问题。