[发明专利]一种聚乳酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种聚乳酸酯的制备方法。

背景技术

聚乳酸PLA是一种完全生物降解的高分子材料，是一种以淀粉发酵（或化学合成）得到的乳酸为基本原料制备得到的一种环境友好材料，在自然环境中通过微生物产生的酶作用最终降解成无机物水和二氧化碳。在可降解的热塑性聚酯型高分子材料中，聚乳酸具有最高的熔点，最高的玻璃化转变温度和力学强度，具有较好的耐热性，对人体无毒无刺激。

聚乳酸常用制备方法主要为间接（开环）法和直接法两种，如下式：

间接开环法是目前绝大部分应用性聚乳酸所采用的聚合路线，即先将乳酸分子间脱水缩合制成乳酸低聚物，再由低聚物降解生成环状的丙交酯；然后将丙交酯开环聚合生成高聚物。该法所得聚乳酸分子量较大，热稳定性较好，玻璃化温度和熔点都比较高。目前最大的聚乳酸生产商，美国的Nature Works公司就是利用开环聚合制备得高分子量的聚乳酸，但是该法生产工艺长，工艺复杂，产品产率低，产品价格昂贵。

近年来，由乳酸直接缩聚合成聚乳酸的方法越来越引起人们的关注。缩聚法就是把乳酸单体进行直接缩合,也称一步聚合法。在脱水剂的存在下,乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水,直接缩聚合成低聚物。加入催化剂,继续升温,低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸。聚乳酸的直接聚合是一个典型的缩聚反应，反应体系中存在着游离乳酸、水、低聚物及丙交酯的平衡，其聚合方程式如下：

一步缩聚法分为：一、熔融缩聚法，该法物料体系粘度大，对搅拌要求较高，很难得到具有较高分子量和熔点的聚乳酸；二、溶液共沸法，该法国内外研究报道较多，但大多使用沸点较高的溶剂，如二甲苯、二苯醚、苯甲醚等，具有较大毒性，影响聚乳酸产品的应用，且该法所得聚乳酸产品熔点低于开环法所得聚乳酸熔点；三、固相聚合法，到目前为止，该法所制得的聚乳酸的熔点仍然低于开环法；四、直接聚合加扩链反应。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术中的缺点，提供一种生产工艺简便，聚乳酸价格便宜，高熔点和较高分子量的聚乳酸的制备方法。

技术方案：为实现上述发明目的，一种聚乳酸酯的制备方法，包括以下技术步骤：

在一带温度计，搅拌器，冷凝管的1L三口瓶中加入L-乳酸，二月桂酸二丁基锡，硫酸，缓慢升温至135～155℃，搅拌反应1～3小时，加入带水剂带水，减压蒸馏完全去除带水剂，将剩余物升温至175～195℃，继续反应12～16小时，得到聚乳酸产品。

所述的二月桂酸二丁基锡与L-乳酸的质量比为1:100～300。

所述的硫酸与L-乳酸的质量比为1:100～300。

所述的带水剂为异丙醇。

根据以上技术方案，可以实现以下的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所获得聚乳酸熔点高，重均分子量较大，操作简单，适宜于工业化生产，所得产品可广泛应用于各种领域。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例1：

在一带温度计，搅拌器，冷凝管的1L三口瓶中加入L-乳酸（300.0g），二月桂酸二丁基锡(1.5g)，硫酸(1.5g)，缓慢升温至135～140℃，搅拌反应2小时，加入异丙醇带水剂带水，减压下，控制温度135～140℃，直至水完全带出，并去除带水剂，将剩余物升温至175～180℃，继续反应15小时，得到聚乳酸产品，其重均分子量为312000，熔点为：Tm1=193℃,Tm2=175℃。

实施例2：

在一带温度计，搅拌器，冷凝管的1L三口瓶中加入L-乳酸（300.0g），二月桂酸二丁基锡(1.0g)，硫酸(1.2g)，缓慢升温至140～145℃，搅拌反应2小时，加入异丙醇带水剂带水，减压下，控制温度140～145℃，直至水完全带出，并去除带水剂，将剩余物升温至183～185℃，继续反应15小时，得到聚乳酸产品,其重均分子量为301000，熔点为：Tm1=189℃,Tm2=170℃。

实施例3：