一种利用固体酸复合乳酸盐催化制备聚乳酸的方法

摘要

本发明公开了一种利用固体酸复合乳酸盐催化制备聚乳酸的方法，是以不同光学活性的乳酸单体为原料，经减压脱水，加入预活化的树脂反应得到分子量为2000-3000Da的乳酸预聚体；然后向乳酸预聚体中加入不同光学活性的乳酸盐，通过复合催化，在120～180℃下减压熔融聚合得到乳酸低聚物；将乳酸低聚物在130～180℃下减压或惰性气氛下固相聚合得到结晶度(Xc)达到64％的产品。本发明利用固体酸与乳酸盐的复合催化，既提高了催化效率及立体选择性，又减少了无机酸的污染，其中固体酸的重复利用大大降低了成本。以本发明方法获得的聚乳酸重均分子量达到120,000Da，玻璃化温度(Tg)值达到60℃，熔融温度(Tm)达到180℃。产品的光学活性纯度(OP)值达到94％。具有高分子量，高熔点和高热稳定性、高光学活性的特点。

主权项

一种利用固体酸复合乳酸盐催化制备聚乳酸的方法，步骤和反应条件是：(1)以纯度高于85％的L‑乳酸、D‑乳酸、D，L‑乳酸或它们的任意重量比例的混合物为原料，投入带有蒸馏和氮气保护装置的间歇式聚合反应器中，控温60‑180℃，并在压强为0.02‑0.3兆帕下进行减压脱水0.5‑4小时；脱水处理完毕后，加入上述乳酸重量0.1‑2％的预活化的大孔树脂即固体酸，充分搅拌，进行缩聚反应，缩聚反应的温度为100‑180℃，反应压强为0.1‑2千帕，反应时间为3‑30小时，反应中采用氮气保护和机械搅拌来提高反应中的脱水效率，得到具有光学活性的、粘均分子量为2,000‑3,000Da范围的乳酸预聚物；将得到的乳酸齐聚物用三氯甲烷溶解，再加入甲醇溶剂中沉淀，抽滤，收集产物，干燥，放于充满氮气的真空袋中密封待用；(2)将步骤(1)待用的乳酸预聚物与具有光学活性的乳酸盐按重量比为500∶2～4的比例投入带氮气保护装置的密闭间歇式聚合反应器中，再按所述乳酸齐聚物重量1‑1.5％的量加入预活化的大孔树脂即固体酸，以反应温度为100‑140℃，压力为1.01‑2.02×105帕，反应时间为1‑6小时进行聚合式反应，反应完全后，将产物用三氯甲烷或丙酮溶解，再加入甲醇或无水乙醇溶剂中沉淀，抽滤，收集产物，得具有光学活性的、粘均分子量在20,000‑30,000Da范围的乳酸低聚体；(3)将步骤(2)制得的乳酸低聚体与乳酸盐按重量比为100∶0.5～1.5的比例投入配有可调节真空度和温度的高分子聚合反应器中，以反应温度为140‑170℃，压力为1.0‑5.0×104帕，反应时间为3‑12小时进行温度梯度控制反应，反应完全后，将产物用三氯甲烷或丙酮溶解，再加入甲醇或无水乙醇溶剂中沉淀，抽滤，收集产物，得具有光学活性的、粘均分子量在60,000‑120,000Da的聚乳酸。