[发明专利]一种改性聚乳酸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酯组合物。具体地说，本发明涉及一种改性聚乳酸及其制备方法。

背景技术

生物可降解材料(Biodegradable Materials)是组织工程和生物医学研究的热点。聚L-丙交酯(PLLA)是研究最广泛的人工合成可降解高分子材料，其分子主链中的酯键易水解，最终代谢为水和二氧化碳。由于聚L-丙交酯(PLLA)本身具有良好的生物相容性，其降解产物对生物体无害，其体内使用的高度安全性已引起人们极大的关注。但聚L-丙交酯(PLLA)本身存在一些明显的缺点：如分子链对称性较高，极性酯键之间相互作用强，容易结晶的性质使材料塑性较差，断裂伸长率很低。这些都限制了PLLA在相关领域的进一步应用。

柠檬酸三丁酯(TBC)常温下为无色透明液体，不溶于水，是一种优良的无毒增塑剂，广泛应用于食品包装材料和医疗卫生制品，有抗霉性，耐候性好，已被美国食品和药物管理局(FDA)批准为安全无毒增塑剂。将其直接添加到聚合物基体中虽然短期能有效提高材料的柔性和断裂衍生率，但随着使用时间的延长会出现渗出现象，体内使用则可造成局部异物刺激和炎症反应。

发明内容

本发明提供一种改性聚乳酸及其制备方法，改性聚乳酸具有低玻璃化温度T_g，高断裂伸长率，同时防止柠檬酸三丁酯渗出，在保持聚L-丙交酯良好生物相容性的基础上大大提高其柔韧性。

具体讲，本发明的技术方案为：一种改性聚乳酸，包括聚乳酸、柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯，所述的柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯化学式为

其中，n＝5～10。

优选地，所述的柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯重量比为5％-40％。优选地，所述的柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯由柠檬酸三丁酯与聚D，L-丙交酯开环聚合制得。反应方程式如下所示：

其中n＝5～10。

优选地，在于在干燥纯氮气条件下，将柠檬酸三丁酯与聚D，L-丙交酯按照摩尔比1∶5加入辛酸亚锡甲苯溶液，抽取真空2小时去除甲苯，并在真空密封、130℃油浴条件下保温24小时后，冷却反应液至室温，将反应液溶于氯仿中，并加入沉淀剂，收集沉淀物，制得所述的柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯。其中沉淀剂，优选甲醇，乙醇，乙醚中的一种或多种。

优选地，辛酸亚锡与柠檬酸三丁酯重量比为0.1％，辛酸亚锡甲苯溶液浓度为0.02g/ml。

本发明另外提供一种改性聚乳酸制备方法：将聚乳酸、柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯用氯仿充分溶解后，均匀搅拌，将氯仿去除后，得到改性聚乳酸。其中氯仿去除可采用常规方法，例如常温挥发。

本发明另外提供一种改性聚乳酸制备方法：将聚乳酸、柠檬酸三丁酯封端低分子量聚D，L-丙交酯置于密炼机中进行共混，共混温度为160℃，时间为3min，转速为60rpm/s，混炼后将共混物取出冷却至室温，得到改性聚乳酸。

本发明将具有良好增塑效果的柠檬酸三丁脂(TBC)引发D，L-丙交酯(DLLA)开环聚合，制备柠檬酸三丁脂封端低分子量聚D，L-丙交酯(PBLA)，并以此为增塑剂共混改性PLLA，以期降低共混物的T_g并提高断裂伸长率，同时防止TBC渗出，在保持聚乳酸原有良好生物相容性的基础上大大提高其柔韧性，进一步扩大聚乳酸的应用领域。

附图说明

图1本发明的工艺流程图。

图2TBC、PLLA和PBLA-5的FT-IR谱图

图3TBC、PLLA和PBLA-5的¹H-NMR谱图。

图4PBLA-5的GPC曲线。

图5(a)为PBLA-5以质量分数5％、10％、20％、40％与PLLA共混所得改性聚乳酸的DSC曲线，(b)为PBLA-10以质量分数5％、10％、20％、40％与PLLA共混所得改性聚乳酸的DSC曲线，其中1-PBLA重量比为5％，2-PBLA重量比为10％，3-PBLA重量比为20％，4-PBLA重量比为40％。

图6(a)为改性聚乳酸中PBLA的比重与拉伸强度关系曲线，(b)为改性聚乳酸中PBLA的比重与弹性模量关系曲线，(c)为改性聚乳酸中PBLA的比重与断裂伸长率关系曲线。

图7MTT法测定细胞活性活细胞比例。

具体实施方式