[发明专利]一种乳酸-氨基酸共聚聚酯酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及共聚聚酯酰胺技术领域，具体是一种新型乳酸-氨基酸共聚聚酯酰胺及其制备方法。

背景技术

聚乳酸具有来源广泛、生物相容性好和可生物降解等优点，已在手术缝合线、药物控释载体及组织工程材料等医学领域中得到了广泛应用，成为一类应用前景极其广阔的绿色高分子材料。但是纯聚乳酸的一些内在缺点（如材料强度低、热稳定性差）限制了其更广泛的应用。复旦大学高分子科学系和先进材料实验室成功制备出了基于乳酸和丙氨酸的聚酯酰胺共聚物，所得到的产物具有相对最大的分子量，并且共聚物表现出良好的降解性能。中国专利CN1775827A公开了熔融-固相缩聚制备L-乳酸和氨基酸共聚物的方法。聚酯酰胺因其大分子主链上存在易于降解的酯键，具有良好的可降解性能，并且酰胺键的存在又有利于其力学性能和热稳定性的提高。到目前为止，只有少数资料介绍了乳酸与氨基酸直接共缩聚制备聚酯酰胺。本发明的目的在于基于生物医用降解材料聚乳酸，加入氨基十一酸，熔融共缩聚合成一种新型的聚酯酰胺。

发明内容

本发明提高了聚乳酸材料的热稳定性和力学强度，并且这种共聚物还可以作为一种新型增容剂用于聚乳酸和尼龙的共混中。

本发明所述的乳酸-氨基酸共聚聚酯酰胺，其分子式如下所示：

其中：a=1-12；x₁=10-200；x₂=10-200。

本发明所述的乳酸-氨基酸共聚聚酯酰胺的制备方法，按照下述步骤进行：

（1）脱水预聚合：先将乳酸和一种氨基酸单体混合后在100-110℃，大气压下脱水2h；然后连接冷凝回流装置、真空装置和搅拌装置后，排空气并密闭加热到120-140℃，减压到100托（Torr），搅拌速度为400r/min，反应3h；随后温度升至150-170℃，减压到10托（Torr），反应4h，出料时补充氮气或惰性气体，得到粘稠状的低聚物；

（2）向上述步骤制备的乳酸-氨基酸低聚物中，加入占低聚物质量的0.4-0.6wt%复合二元催化剂氯化亚锡（SnCl₂）和对甲苯磺酸（TSA），然后逐步加热到180-200℃，压力在1.5h内降到10托（Torr），在此条件下反应10h，反应完成；

（3）反应完成后得到的产物在二氯甲烷中溶解，无水乙醇中沉淀，经过滤干燥，得到最终产物。在反应前排空气可以用氮气或惰性气体，主要是为了把空气排干净，防止发生副反应。

上述步骤（1）中选取的氨基酸单体为11－氨基十一酸、12－氨基十二酸、6－氨基己酸、己内酰胺、氨基乙酸、氨基丙酸、氨基丁酸、8－氨基辛酸或辛烷内酰胺、9－氨基壬酸或壬烷内酰胺、10－氨基葵酸或葵烷内酰胺、十二烷内酰胺或14－氨基十四酸中的任何一种。

上述步骤（1）中氨基酸所占质量为混合物总质量的5-20wt%。

上述步骤（2）中SnCl₂和TSA的摩尔比为1:1。

本发明所述的聚酯酰胺是乳酸和氨基酸共聚形成的聚酯酰胺，熔点范围140-150℃，起始分解温度在230-255℃之间。

对共聚聚酯酰胺进行了以上研究，本发明所提供的制备工艺方法及聚酯酰胺制品与现有技术相比有如下优点：

1、制备工艺简单，采用原位熔融缩聚的方法，充分地利用聚合釜聚合，操作方便，能充分达到聚合所需要的聚合温度。聚合容量大，便于大量生产。

2、本发明在制备过程中没有加入任何助剂，在制备时也可以加入抗氧剂、偶联剂等，使聚酯酰胺的物理性能更加优异。

3、本发明所制得的共聚聚酯酰胺及其制备方法使得聚乳酸产品多样化，减少了成本，提高了性能，使其更实用。

本发明采用直接熔融共缩聚法，以L—乳酸和氨基酸为原料合成出一种新型的脂肪族聚酯酰胺共聚物，这种共聚物材料除了因其具有良好的降解性能可作为一种环境友好材料和生物降解材料使用外，还可能由于其具有能与其它聚酰胺形成氢键相互作用的能力而在聚乳酸和尼龙的共混中作增容剂使用。

附图说明

图1为聚乳酸的红外光谱图；

图2为乳酸-5wt%氨基十一酸共聚物红外光谱图；

图3为聚乳酸和乳酸-5wt%氨基十一酸的TG曲线；

具体实施方式

实施例1：

原位熔融缩聚法制备乳酸-5wt%氨基十一酸共聚聚酯酰胺