专利名称：一种聚乳酸成核剂、其制备方法及其控制形貌的方法
技术领域：
本发明涉及一种聚乳酸成核剂、其制备方法及其控制形貌的方法。
背景技术：
聚乳酸是一种结晶高分子，其结晶度、晶型组成以及晶体形貌是决定最终制品性能的重要因素。精确、便捷地制备具有特定结晶结构的聚合物样品，对于改善聚合物材料性能，在工业上制定合理的工艺技术，以及对于聚合物结晶结构的理论研究上具有重要意义。通常情况下，聚乳酸的晶体形貌为球晶，直径几十至几百微米，分布并不均匀。对于力学性能而言，球晶聚乳酸制品较脆，抗冲击强度低，可通过改变其晶体形貌，从而提高其抗冲强度，以便减小制品脆性。当聚乳酸作为功能材料使用时，将聚乳酸晶体形貌由球晶变为串晶、扇晶或树枝状晶，可赋予材料新的声、光、电性能。因此，晶体形貌的控制对材料十分重要，可拓宽材料的使用范围。文献检索发现，中国专利CN201110266060. 4设计了一种通过 加工条件的控制来调控等规聚丙烯(iPP)本体结晶结构的方法，可以控制聚丙烯球晶的大小、结构等，通过选择不同的自成核温度，可实现对聚丙烯结晶行为及结晶结构的调控，而其方法在精细化工等领域有着广泛的应用前景。中国专利CN201110069601. 4提供了一种壳聚糖纤维增强聚乳酸复合材料的制备方法，从宏观上看，使用单一甲壳素纤维或者单一改性甲壳素纤维对聚乳酸进行增强，达到比较高的弯曲强度，性能上提高显著；从微观结构看，其制品中的基体树脂聚乳酸形成了伸直链片晶、纤维晶或者串晶，是导致制品性能提高的内在原因。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种聚乳酸成核剂。本发明的目的之二在于提供该成核剂的制备方法。本发明的目的之三在于提供该成核剂控制聚乳酸形貌的方法。控制聚乳酸结晶形貌的方法在于所使用的成核剂、成核剂添加量及制品处理工艺。上述用于控制聚乳酸结晶形貌的成核剂需要具备以下性能
I.成核剂的熔点高于聚乳酸，且与聚乳酸的相容性好，成核剂能够在加工过程中完全或部分熔融或溶解于聚乳酸基体。在冷却过程中，可从聚乳酸基体中析出，先于聚乳酸结晶。2.成核剂能够自组装成独特的各种超结构形态。3.成核剂自身具有较快的结晶速率。4.成核剂具有较高的热稳定性。针对上述原则，我们所合成的成核剂在结构上具有如下特点
I.引入苯环，不但可以增强成核剂的熔点，而且加大了其电子云密度，增强成核剂与聚乳酸之间的电子共轭作用，从而达到提高聚乳酸结晶的目的。2.引入酰胺键，可以使得成核剂与聚乳酸之间形成强烈的氢键作用，从而增强聚乳酸的结晶。3.引入对称结构，可以进一步加强该类成核剂的结构特点。根据上述构思，本发明采用如下技术方案
一种聚乳酸成核剂，其特征在于该成核剂的结构式为
权利要求
1.一种聚乳酸成核剂，其特征在于该成核剂的结构式为
2.一种制备根据权利要求I所述的聚乳酸成核剂的方法，其特征在于该方法的具体步骤为 将C6-C12的烷基二元羧酸，在N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)的催化作用下与二氯亚砜反应，烷基二酰氯； 将苯甲酰肼溶于DMF溶剂中，添加催化剂用量的三乙胺，真空下逐滴加入步骤a所得的二酰氯，从而得到二酰苯甲酰肼；经分离纯化，得到聚乳酸成核剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的烷基二元羧酸为己二酸、癸二酸或十二二酸。
4.一种控制聚乳酸针形貌的方法，采用根据权利要求I所述的成核剂，其特征在于该方法的具体步骤为 a.将聚乳酸、成核剂按99:1的质量比进行熔融共混，； b.根据所需要的晶体形貌选择以下之一的热处理工艺 b-1.将步骤a所得共混材料淬火至室温，随后以40°C /min的升温速率升温至14(T16(TC进行第一次热处理，保温I飞分钟；再将材料置于11(T13(TC温度下进行第二次热处理，保温30秒I分钟；获得聚乳酸串晶；b-2.将步骤a所得共混材料缓慢冷却至12(T14(TC进行第一次热处理，保温I飞分钟；再将材料置于105 115°C温度下进行第二次热处理，保温30秒I分钟；获得聚乳酸扇晶；b-3.将步骤a所得共混材料淬火至室温，随后以40°C /min的升温速率升温至10(Tl 10°C进行第一次热处理，保温I飞分钟，再将材料置于105 115°C，保温30秒 3分钟；获得均匀细化的聚乳酸晶粒。
全文摘要
本发明涉及一种聚乳酸成核剂、其制备方法及其控制形貌的方法，该成核剂的结构式为其中n=2—8。本发明通过添加适量可在加工过程中熔融或溶解于聚乳酸基体的成核剂，结合特定的热处理工艺，实现聚乳酸晶体形貌控制以及力学性能的提高，将聚乳酸由球晶诱导为扇晶、串晶及晶粒。本发明方法简单，对提高聚乳酸性能及扩展聚乳酸树脂应用范围有积极的意义。
文档编号C07C241/04GK102911400SQ20121041804
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者尹静波, 余诸毅, 范寅清, 甘露, 张鑫, 颜世峰, 陈学思 申请人:上海大学