一種聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料合成領(lǐng)域，特別涉及一種聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乳酸又叫聚丙交酯，是一種熱塑性線性高分子材料，聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染，而且產(chǎn)品可以生物降解，實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此是理想的綠色高分子材料。它具有較好的降解性，生物相容性，可加工性及生產(chǎn)過程節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有脆性，柔韌性較差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用具有一定的局限性，已經(jīng)不能滿足要求。通過向材料中引入第二組分制備共聚物是改善高分子材料性能的重要途徑之一，通過共聚物分子量、共聚單體種類及配比等控制聚合物材料的降解速度和周期。不同結(jié)構(gòu)的共聚物把不同材料的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，能賦予新材料特殊的性質(zhì)。
[0003]本發(fā)明所涉及的聚乳酸一 γ氨基丁酸共聚材料是一種新型聚乳酸共聚物材料。該材料表現(xiàn)出良好的降解性和柔韌性，可以用于醫(yī)用縫合線等生物醫(yī)用材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種柔韌性好，聚合工藝簡單的聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料的合成方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種聚乳酸- γ氨基丁酸共聚材料的合成方法，其特征在于，該方法是采用熔融聚合法合成了可降解的聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料，具體包括以下步驟:
[0006]I)將乳酸溶液置于反應(yīng)器中，升溫到150?200°C，在常壓下除水I?3h，接著逐步抽真空到6000?lOOOOPa，保持I?3h，然后調(diào)節(jié)體系真空度至80?120Pa，繼續(xù)除水3?5h，制得的聚乳酸預(yù)聚物；
[0007]2)取Y-氨基丁酸粉末溶于聚乳酸預(yù)聚物中，充分?jǐn)嚢枞芙猓?br>[0008]3)加入催化劑混合，攪拌反應(yīng)，控制反應(yīng)系統(tǒng)真空度為80?120Pa，并在160?200°C反應(yīng)2?3h停止；
[0009]4)將上步制得的聚合物溶于洗滌溶劑，經(jīng)過濾后，再用沸程為30°C?60°C的石油醚沉淀并過濾，將沉淀物置于的真空烘箱中于50°C下干燥24小時(shí)后取出即得產(chǎn)品。
[0010]步驟(I)所述的乳酸溶液為L-乳酸或DL-乳酸溶液。
[0011]步驟(2)所述的γ-氨基丁酸粉末與聚乳酸預(yù)聚物的投料摩爾比為9?7:1?3。
[0012]步驟⑵所述的γ-氨基丁酸粉末與聚乳酸預(yù)聚物的投料摩爾比為9:1，8:2，7:3二種。
[0013]步驟(3)所述的催化劑為二水合氯化亞錫、對甲苯磺酸、二丁基鋅中的任意一種，其投料質(zhì)量為聚乳酸-γ氨基丁酸的質(zhì)量的10-15%。
[0014]步驟(3)所述的攪拌反應(yīng)的過程中反應(yīng)器裝有除水裝置。
[0015]步驟(4)所述的洗滌溶劑為四氫呋喃、三氯甲烷、丙酮中的任意一種，其投料質(zhì)量為聚乳酸-γ氨基丁酸的質(zhì)量的1-3倍。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]I本發(fā)明采用熔融聚合法，降低了聚乳酸一Y氨基丁酸共聚材料的合成成本，提高了聚乳酸一Y氨基丁酸共聚材料的分子量。
[0018]2本發(fā)明以聚乳酸、Y氨基丁酸為原料，采用四步法反應(yīng)得到以聚乳酸一Y氨基丁酸共聚材料，總產(chǎn)率高達(dá)90%以上。
[0019]3本發(fā)明操作工藝簡便，原料價(jià)廉易得，收率高，產(chǎn)品純度好，對設(shè)備要求低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明目標(biāo)物的紅外譜圖；
[0021]圖2為本發(fā)明目標(biāo)物的核磁共振譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面用實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于本實(shí)施例中的所涉及的內(nèi)容。
[0023]實(shí)施例1
[0024]I)取10ml乳酸溶液(L-乳酸或DL-乳酸)放入250ml三口燒瓶中，接好油水分離器和冷凝管，打開磁力攪拌，升溫到180°C，在常壓下除水2h，接著用水泵接著用水泵逐步抽真空到約8000Pa，保持2h，然后用真空泵調(diào)節(jié)體系真空度至lOOPa，繼續(xù)除水4h。停止實(shí)驗(yàn)，記下油水分離器中的水量，將制得的聚乳酸預(yù)聚物取出備用。
[0025]2)稱取10gy-氨基丁酸粉末溶于聚乳酸預(yù)聚物中，充分?jǐn)嚢枞芙猓渲笑?氨基丁酸粉末與聚乳酸預(yù)聚物的投料摩爾比為8:2。
[0026]3)在步驟(2)所得物料中加入催化劑二水合氯化亞錫，催化劑投料質(zhì)量約為聚乳酸-γ氨基丁酸的質(zhì)量的12%，混合，保持磁力攪拌，并加裝裝有少量氫化鈣的除水裝置(將氫化鈣顆粒放入干燥的油水分離器中，量約為接水管高度的四分之一)以除去反應(yīng)過程中產(chǎn)生的微量水份，保持體系較高的干燥度，控制反應(yīng)系統(tǒng)真空度為lOOPa，并在180°C反應(yīng)一定的時(shí)間停止。
[0027]4)將上步制得的聚合物溶于四氫呋喃制成10被％的溶液，經(jīng)過濾后，再用沸程為30°C到60°C的石油醚沉淀并過濾，將沉淀物置于的真空烘箱中于50°C下干燥24小時(shí)后取出進(jìn)行測試。
[0028]所得聚乳酸-γ氨基丁酸紅外譜圖如圖1所述，可以看出:
[0029]峰位置在3494.1cnT1 處為 PLA 的 OH 吸收峰，2995.YcnT1 和 1454.δαιΓ1 處為 PLA的013伸展和彎曲振動(dòng)峰，1757.9cm ―1處為PLA的CH伸展和彎曲振動(dòng)峰。2870_2950cm ―1是Y -氨基丁酸CH2伸縮振動(dòng)吸收峰，1610.60CHT1是氨基中NH對稱伸縮振動(dòng)吸收峰。
[0030]所得聚乳酸-γ氨基丁酸的核磁共振譜圖如圖2所述，可以看出:
[0031]在δ = 1.57為二重峰，強(qiáng)度比為1:1，峰面積為61.15，由此可知它們分別是PLA中相互鄰接的甲基(CH3)和亞甲基(CH2)。圖中δ = 3.4處峰為γ-氨基丁酸中CH，δ =2.6處峰為NH2。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]I)取50ml乳酸溶液(L-乳酸或DL-乳酸)放入250ml三口燒瓶中，接好油水分離器和冷凝管，打開磁力攪拌，升溫到180°C，在常壓下除水2h，接著用水泵接著用水泵逐步抽真空到約8 OOOPa,保持2h，然后用真空泵調(diào)節(jié)體系真空度至lOOPa，繼續(xù)除水4h。停止實(shí)驗(yàn)，記下油水分離器中的水量，將制得的聚乳酸預(yù)聚物取出備用。
[0034]2)稱取10gy-氨基丁酸粉末溶于聚乳酸預(yù)聚物中，充分?jǐn)嚢枞芙猓渲笑?氨基丁酸粉末與聚乳酸預(yù)聚物的投料摩爾比為9:3。
[0035]3)在步驟(2)所得物料中加入催化劑對甲苯磺酸，催化劑投料質(zhì)量約為聚乳酸-γ氨基丁酸的質(zhì)量的14%，混合，保持磁力攪拌，并加裝裝有少量氫化鈣的除水裝置(將氫化鈣顆粒放入干燥的油水分離器中，量約為接水管高度的四分之一)以除去反應(yīng)過程中產(chǎn)生的微量水份，保持體系較高的干燥度，控制反應(yīng)系統(tǒng)真空度為lOOPa，并在180°C反應(yīng)一定的時(shí)間停止。
[0036]4)將上步制得的聚合物溶于四氫呋喃制成10被％的溶液，經(jīng)過濾后，再用沸程為30°C到60°C的石油醚沉淀并過濾，將沉淀物置于的真空烘箱中于50°C下干燥24小時(shí)后取出進(jìn)行測試。
[0037]實(shí)施例3:
[0038]I)取10ml乳酸溶液(L-乳酸或DL-乳酸)放入250ml三口燒瓶中，接好油水分離器和冷凝管，打開磁力攪拌，升溫到150°C，在常壓下除水3h，接著用水泵接著用水泵逐步抽真空到6000Pa，保持3h，然后用真空泵調(diào)節(jié)體系真空度至80Pa，繼續(xù)除水5h。停止實(shí)驗(yàn)，記下油水分離器中的水量，將制得的聚乳酸預(yù)聚物取出備用。
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