[发明专利]一种取向态聚乳酸型材

说明书

本发明提供了一种取向态聚乳酸型材，所述型材微观结构上呈轴向取向、线性排列。所述型材原料为左旋聚乳酸，比旋光度为‑155°～‑160°；所述型材的结晶度为45％‑90％,通过聚乳酸原料依次经过制胚、取向强化、淬火制备而成。本发明提供的取向态聚乳酸型材力学综合性能强、生物相容性好。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料及制品，尤其是一种取向态聚乳酸型材。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物相容性的完全可降解吸收性材料，在体内可降解成乳酸，进入三羧酸循环，最终产物是CO2和H2O，对人体无毒无害，是当前医学上应用最多的合成可降解聚合物之一。它在医用领域中广泛应用为药物缓释材料、体内植入材料、手术缝合线、骨科内固定材料以及组织工程材料等。但聚乳酸的强度低，限制了它的应用。

目前提高聚乳酸强度的方法主要是添加剂增强和自增强。添加剂主要是成核剂和增塑剂。成核剂能降低成核的表面自由能垒，有益于聚乳酸在高冷却速度下实现结晶，从而提高聚乳酸的强度。中国专利CN105200552A公开了一种高耐热高强度的聚乳酸纤维的制备方法，该方法是先通过熔融混合将有机小分子成核剂引入到聚乳酸中，然后利用有机小分子成核剂分子在熔融纺丝温度场和剪切力场作用下自组装形成沿纤维牵伸方向高度取向的细长高效的成核微纤，且该微纤在显著加快聚乳酸结晶的同时诱导其结晶形成高度取向的结晶结构，使其最终获得兼具高耐热和高强度的高性能聚乳酸纤维。添加增塑剂能改善聚乳酸结晶性能，但效果并不突出，大量使用增塑剂也会增加生产成本；要得到高度左旋的聚乳酸必须要在合成过程中有非常专一的催化剂和较为苛刻的反应条件，且生产成本较高。

加入增塑剂可以提高聚乳酸分子链的迁移性，降低分子链迁移也可提高结晶率。中国专利CN102241876A公开了一种高强度聚乳酸薄膜及其制备方法，该薄膜包含原料成分按重量份数组成如下：聚乳酸80-93份；改性纳米级二氧化硅3-16份；增塑剂0-5份；抗氧剂0-2份；润滑剂0-2份。其中改性纳米级二氧化硅，是指纳米级二氧化硅颗粒通过添加包括有硬脂酸钠、硬脂酸钙、硅烷偶联剂中一种或一种以上混合物作为改性剂改性而成。但是该方法只注重增韧体系中增韧剂的角色，忽略了对聚乳酸自身分子结构和结晶结构的设计，结果会明显影响材料的强度和刚性，而且工艺复杂、成本较高，很难工业化生产。

自增强的方法主要是控制成型温度和成型周期。传统的注射成型方法提高聚乳酸的结晶性能主要是设定比较高的模具温度和延长冷却时间，这样无疑会增加能耗，降低了生产效率。例如CN105479707A公开了一种制备增强增韧聚乳酸材料的方法，该方法包括如下步骤：第一步：将聚乳酸真空干燥处理，待用；第二步：将干燥后的颗粒投入到由挤出机(1)、汇流器(2)、力组装单元(3)、冷却辊(4)构成的多级拉伸装置的挤出机中，其中力组装单元采用1-20个组装单元首尾线性相连；聚乳酸熔体流经汇流器(2)并在力组装单元(3)的不同水平延伸的楔形熔体流道中分割、变形和叠合后，从力组装单元出料口流出，在这个过程中聚乳酸分子链在熔体中实现了沿不同方向不同程度的预取向，聚乳酸熔体再经冷却辊(4)冷却出料，即可得到沿不同方向具有不同完善程度的串晶结构的增强增韧聚乳酸材料。但此方法由于聚乳酸在挤出机中长时间停留且经过大量剪切，原料的分子量损失严重，其强度也大大降低。

发明内容

本发明提供了一种取向态聚乳酸型材，以解决现有技术的不足。

一种取向态聚乳酸型材，所述型材微观结构上呈轴向取向、线性排列。

优选的，所述型材原料为左旋聚乳酸，比旋光度为-155°～-160°。

优选的，所述型材的结晶度为45％-90％。

优选的，所述型材依次经过制胚、取向强化、淬火制备而成；所述制胚的方法为注塑或锻压，所述取向强化的方法为锻压或挤出。

优选的，所述制胚温度为180℃-210℃。