[发明专利]一种聚D-乳酸-异丙叉基葡萄糖双嵌段共聚物材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚D‑乳酸‑异丙叉基葡萄糖的双嵌段共聚物材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。所述的双嵌段共聚物是以聚D‑乳酸与羟基保护的二异丙叉基葡萄糖为原料，在1，2；5，6‑氧‑二异丙叉基葡萄糖与聚D‑乳酸的摩尔比大于4∶1时，在压力为10～300Pa、温度为160～200℃的条件下，熔融聚合反应4～12h而制备。该双嵌段共聚物材料的比旋光度[α]²⁵_D约为+145、熔融温度约为148℃、结晶度约为49％，这些与聚D‑乳酸的相似，但共聚物材料的亲水性优于聚D‑乳酸，其接触角约为72°，而聚D‑乳酸的接触角为85°。

技术领域：

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及聚D-乳酸-异丙叉基葡萄糖双嵌段共聚物材料及其制备方法。

背景技术：

聚乳酸(PLA)是由生物质衍生而来的生物基绿色热塑性塑料，最终可以分解转化为二氧化碳、水和腐殖质。PLA包括聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)两种光学异构体，PLLA的比旋光度为-160，而PDLA的比旋光度为+160，且其光学活性对PLA性能具有显著影响。PLA具有良好的降解性和力学性能，可以用于生物医学、包装、纺织纤维等领域。但是聚乳酸耐热性差、亲水性低，限制了其应用。因此，PLA需要进行改性，以提高其性能。共聚改性是改善聚乳酸性能最主要的途径之一，与亲水性的单体或聚合物如单糖、聚乙二醇、多糖类等共聚，通过调节共聚物的分子量、共聚单体种类和分子链结构等因素来控制聚乳酸材料的结晶性能、降解速度和亲水性等。

糖类在生命活动过程中起着重要的作用，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。其分子由于含有大量羟基，可用于PLA改性并可以改善其亲水性和细胞相容性。刘耀文等采用水包油(O/W)乳液和离子凝胶法，成功地将肉桂精油(CEO)以不同的负载量包裹在壳聚糖(CS)纳米粒子中，采用静电纺丝方法制备了聚乳酸与CS-CEO复合纤维。该纤维抗菌性能良好，在食品包装中具有广阔的应用前景(Nanomaterials，2017，7(7)：194-207.)。程树军等首先制备了马来酸酐(MA)功能化的热塑性淀粉(MTPs)，以环氧扩链剂(REC)为增容剂，采用熔融共混法制备了聚乳酸共混材料PIA/MTPS/REC，使得共混材料的力学性能得到明显改善、PLA结晶能力下降、耐溶剂性能提高(材料科学与工程学报，2017，35(4)：587-591.)。Md.Hafezur Rahaman等采用溶液混合法和薄膜法制备了聚乳酸与低聚乳酸接枝α-纤维素的复合材料，复合材料的热稳定性提高(Journal of Applied PolymerScience，2019：47424-47430.)。单糖是结构最简单的糖类，而葡萄糖是一类重要的单糖，其比旋光度为+52.2，与PLA共聚改性，将影响PLA材料光学活性及其性能。常采用丙交酯与单糖开环共聚制备两亲性PLA共聚物，而采用乳酸直接聚合与单糖共聚制备共聚物的研究较少。曹丹、高勤卫等以乳酸和葡萄糖为原料，熔融聚合制备了聚L-乳酸-葡萄糖共聚物(PLLAG)和聚D-乳酸-葡萄糖共聚物(PDLAG)，并将PLLAG和PDLAG溶液共混，制备含葡萄糖基的聚乳酸立构复合物材料(sc-PLAG)，改善了聚乳酸材料的结晶性能、亲水性和耐热性能(林产化学与工业，2018，38(5)：17-22)。

单糖和多糖共聚改性聚乳酸时，由于糖类分子中含有较多的羟基，所以共聚物分子链结构难以控制，所得的共聚物的性能也难以控制，导致材料的性能不稳定。其中，葡萄糖含有5个羟基，与PLA共聚时，所有的羟基都有可能参与反应，因而共聚物中葡萄糖的羟基数和PLA链段的数量均难以控制，导致其性能不稳定。

本发明针对葡萄糖改性聚乳酸时共聚物分子链结构难以控制这一问题，采用羟基保护法调控葡萄糖的羟基数目，熔融聚合制备聚D-乳酸-异丙叉基葡萄糖双嵌段共聚物。利用葡萄糖和聚D-乳酸共聚可改善聚乳酸材料的亲水性及综合性能，拓展其在药物载体以及医用材料等领域的应用。

发明内容：