[发明专利]一种聚乳酸胚材的用途

说明书

本发明涉及一种聚乳酸胚材的用途，将低结晶度的左旋聚乳酸颗粒通过常规方法制成胚材，在通过取向强化制备成取向型聚乳酸型材，其比旋光度在‑155°～‑160°，所述型材的晶粒形状为片晶、伸直链晶或串晶，微观结构上呈轴向取向、线性排列。本发明提供的聚乳酸胚材的用途制成的取向态型材具有力学综合性能好，生物相容性高等特点。

技术领域

本发明涉及一种低结晶度左旋聚乳酸的用途，尤其是一种聚乳酸胚材的用途。

背景技术

聚乳酸是一种以可再生的植物资源为原料经过化学合成制备的生物降解高分子，摆脱了对石油资源的依赖，并且可完全降解为CO₂和H₂O。其凭借良好的生物相容性以及优异的强度和模量，广泛应用于生物医学、产品包装、电子电器及农用地膜等众多领域。但是，由于聚乳酸结晶能力差，通常加工方法制备的材料结晶度很低，并且生成的晶体尺寸较大，导致聚乳酸材料韧性很差，因此大大限制了聚乳酸材料更为广泛的应用。

目前提高聚乳酸的结晶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，从而来提高聚乳酸的强度：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。添加成核剂能改善聚乳酸结晶性能，但效果并不突出，大量使用成核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。

另外加入适量的增塑剂，提高聚乳酸分子链的迁移性，降低分子链迁移也能提高结晶速率：例如中国专利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。现有关于聚乳酸增强改性方法大都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，结果是要么明显影响材料的强度和刚性，要么工艺复杂或者成本较高，很难工业化生产。

高压成型作为一种自增强的方法能够有效地提高聚乳酸的结晶度。中国专利CN105479707公开了一种提高聚乳酸结晶度的高压成型方法。将干燥后的聚乳酸颗粒置于高压模具中，先升温至185℃并维持足够长的时间直至完全消除热历史，再以2.5℃/分钟的速度缓慢冷却至成型温度(120～185℃)，之后施加300～1500MPa的压力并维持0.5～24小时进行等温结晶，最终待温度降至室温后卸压。该方法加工时间长，分子量损失大，对设备要求高，成本太高，不利于大规模生产。

综上所述，现有提高聚乳酸结晶度的方法都要么伴随着添加剂的使用，要么工艺条件苛刻，生产能耗大。所以，开发一种低成本、易调控、工艺简单、效果显著的用低结晶度制备高结晶度聚乳酸材料的方法对扩展聚乳酸的用途有着重要意义。

发明内容

为了提解决上述问题，本发明提供了一种聚乳酸胚材的用途，其特征在于,将低结晶度的左旋聚乳酸颗粒通过取向强化制备成取向型聚乳酸型材，其比旋光度在-155°～-160°，所述低结晶度为小于等于10％，所述高结晶度为大于等于50％；所述型材的晶粒形状为片晶、伸直链晶或串晶，微观结构上呈轴向取向、线性排列。

优选的，所述制备过程不添加其他成分。

优选的，所述低结晶度左旋聚乳酸的特性粘度为1dL/g-7dL/g。

优选的，所述取向强化的步骤包括挤出或锻压，然后将经过挤出或锻压后所得产物进行冷却淬火。