水引发L-丙交酯开环聚合工艺研究
2021-01-06张须臻黄文健
纺织学报 2020年12期
温 馨,张须臻,李 勇,黄文健,卢 晨
(浙江理工大学 材料科学与工程学院,浙江 杭州 310018)
聚乳酸是以乳酸为主要原料的热塑性脂肪族聚酯,具有良好的生物可降解性、生物相容性、热加工性能和力学性能,是具有巨大发展潜力的生物降解高分子材料[1-2]。丙交酯开环聚合是目前合成聚乳酸的主要方法[3-4],在开环聚合中常添加带有端羟基的引发剂来引发聚合[5],如乙二醇[6]、1,4-丁二醇[7]、己六醇[8]等。在不添加其他引发剂时,丙交酯单体及其聚合体系中的微量水分亦可引发丙交酯的聚合[9]。
在理想条件下,合理的引发剂加入量可设计并可制备确定相对分子质量聚乳酸,但在实际反应中,富羟基水的存在引发了过多的聚合活性位点,聚合过程中多个活性位点同时进行扩链增长,导致每个活性位点所能获取的单体数目减少,聚合链变短,聚合物的相对分子质量下降。为得到高相对分子质量的聚乳酸,需严格控制丙交酯单体及聚合体系中的水分[10]。
当前,对丙交酯开环聚合的研究多集中于反应温度、反应时间、催化剂种类的选择、催化剂用量等不同条件对聚乳酸相对分子质量的影响[11],而在控制水分对反应的不利影响方面仅采取对丙交酯提纯干燥等简易措施。针对具体的丙交酯提纯、多级干燥等水分控制工艺对聚乳酸相对分子质量的影响研究较少,为此,本文以辛酸亚锡为催化剂,直接采用水为引发剂进行本体聚合左旋聚乳酸。研究了L-丙交酯重结晶次数、精制L-丙交酯干燥时间及聚合前反应釜内真空干燥时间对聚乳酸相对分子质量的影响,并对聚乳酸的化学结构及热性能进行分析。……
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