聚乳酸的立構(gòu)選擇性聚合研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)具有優(yōu)異的力學(xué)性能、生物相容性和生物降解性能，是一類重要的環(huán)境友好高分子材料，在醫(yī)學(xué)材料、紡織材料、塑料和涂料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，PLA 的原料可以由谷物發(fā)酵制備，是一種可再生的資源，可以替代石化產(chǎn)品類原料。因此，聚乳酸的研究越來越引起人們的關(guān)注。聚乳酸具有聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)兩種手性結(jié)構(gòu)，一般采用丙交酯開環(huán)聚合或由乳酸直接縮聚制備。聚乳酸的微結(jié)構(gòu)決定了材料宏觀性能。因此，人們開始關(guān)

2、注PLA的可控聚合，調(diào)控聚乳酸的手性結(jié)構(gòu)。目前，可控聚合研究主要集中于丙交酯的開環(huán)聚合領(lǐng)域，而乳酸的可控聚合研究極少。 本論文以D，L-乳酸為原料，以錫鹽/質(zhì)子酸體系為催化劑，熔融縮聚合成PLA，并采用粘度法、旋光法、紅外光譜法、差示掃描量熱法、廣角X衍射法、凝膠滲透色譜法、核磁共振等方法對(duì)所得PLA的分子量、光學(xué)活性、熱性能、微結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了詳細(xì)的研究，探討了催化劑種類、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑用量(錫鹽與預(yù)聚物的質(zhì)量百分比)

3、、催化劑配比(錫鹽與質(zhì)子酸的摩爾比)等反應(yīng)條件對(duì)PLA的結(jié)構(gòu)與性能的影響。本文比較了六種錫鹽/質(zhì)子酸催化劑體系對(duì) D,L-乳酸聚合的立構(gòu)選擇性，PLA 的光學(xué)活性與分子量取決于催化劑體系，其中萘二磺酸/SnCl<,2>(B體系)與萘二磺酸/Sn(Oct)<,2>(E體系)可以制備較高分子量和高光學(xué)活性的以 L-構(gòu)型為主的PLA。 以B體系作為催化劑時(shí)，PLA的光學(xué)活性與分子量隨著反應(yīng)時(shí)間.反應(yīng)溫度、催化劑用量以及催化劑配比而改變

4、。反應(yīng)溫度過高或反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)易導(dǎo)致聚合物顏色加深。在反應(yīng)時(shí)間15小時(shí)、反應(yīng)溫度180℃、SnCl<,2>用量0.5wt％、SnCl<,2>/萘二磺酸摩爾比為0.5、真空度-0.1MPa時(shí)，可以制備光學(xué)活性97％，特性粘數(shù)為0.24.的PLA。 以E體系作為催化劑時(shí)，PLA的光學(xué)活性與分子量也同樣隨反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑用量、催化劑配比而改變。反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)易導(dǎo)致聚合物變色。在反應(yīng)時(shí)間15小時(shí)、反應(yīng)溫度180℃、S