一种聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料合成领域，特别涉及一种聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料的合成方法。
【背景技术】
[0002]聚乳酸又叫聚丙交酯，是一种热塑性线性高分子材料，聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。它具有较好的降解性，生物相容性，可加工性及生产过程节约能源的优点，但同时具有脆性，柔韧性较差等缺点，其应用具有一定的局限性，已经不能满足要求。通过向材料中引入第二组分制备共聚物是改善高分子材料性能的重要途径之一，通过共聚物分子量、共聚单体种类及配比等控制聚合物材料的降解速度和周期。不同结构的共聚物把不同材料的优点结合起来，能赋予新材料特殊的性质。
[0003]本发明所涉及的聚乳酸一 γ氨基丁酸共聚材料是一种新型聚乳酸共聚物材料。该材料表现出良好的降解性和柔韧性，可以用于医用缝合线等生物医用材料。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种柔韧性好，聚合工艺简单的聚乳酸-γ氨基丁酸共聚材料的合成方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种聚乳酸- γ氨基丁酸共聚材料的合成方法，其特征在于，该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，具体包括以下步骤:
[0006]I)将乳酸溶液置于反应器中，升温到150?200°C，在常压下除水I?3h，接着逐步抽真空到6000?lOOOOPa，保持I?3h，然后调节体系真空度至80?120Pa，继续除水3?5h，制得的聚乳酸预聚物；
[0007]2)取Y-氨基丁酸粉末溶于聚乳酸预聚物中，充分搅拌溶解；
[0008]3)加入催化剂混合，搅拌反应，控制反应系统真空度为80?120Pa，并在160?200°C反应2?3h停止；
[0009]4)将上步制得的聚合物溶于洗涤溶剂，经过滤后，再用沸程为30°C?60°C的石油醚沉淀并过滤，将沉淀物置于的真空烘箱中于50°C下干燥24小时后取出即得产品。
[0010]步骤(I)所述的乳酸溶液为L-乳酸或DL-乳酸溶液。
[0011]步骤(2)所述的γ-氨基丁酸粉末与聚乳酸预聚物的投料摩尔比为9?7:1?3。
[0012]步骤⑵所述的γ-氨基丁酸粉末与聚乳酸预聚物的投料摩尔比为9:1，8:2，7:3二种。
[0013]步骤(3)所述的催化剂为二水合氯化亚锡、对甲苯磺酸、二丁基锌中的任意一种，其投料质量为聚乳酸-γ氨基丁酸的质量的10-15%。
[0014]步骤(3)所述的搅拌反应的过程中反应器装有除水装置。
[0015]步骤(4)所述的洗涤溶剂为四氢呋喃、三氯甲烷、丙酮中的任意一种，其投料质量为聚乳酸-γ氨基丁酸的质量的1-3倍。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0017]I本发明采用熔融聚合法，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本发明以聚乳酸、Y氨基丁酸为原料，采用四步法反应得到以聚乳酸一Y氨基丁酸共聚材料，总产率高达90%以上。
[0019]3本发明操作工艺简便，原料价廉易得，收率高，产品纯度好，对设备要求低，适合工业化生产。
【附图说明】
[0020]图1为本发明目标物的红外谱图；
[0021]图2为本发明目标物的核磁共振谱图。
【具体实施方式】
[0022]下面用实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的内容不仅限于本实施例中的所涉及的内容。
[0023]实施例1
[0024]I)取10ml乳酸溶液(L-乳酸或DL-乳酸)放入250ml三口烧瓶中，接好油水分离器和冷凝管，打开磁力搅拌，升温到180°C，在常压下除水2h，接着用水泵接着用水泵逐步抽真空到约8000Pa，保持2h，然后用真空泵调节体系真空度至lOOPa，继续除水4h。停止实验，记下油水分离器中的水量，将制得的聚乳酸预聚物取出备用。
[0025]2)称取10gy-氨基丁酸粉末溶于聚乳酸预聚物中，充分搅拌溶解，其中γ-氨基丁酸粉末与聚乳酸预聚物的投料摩尔比为8:2。
[0026]3)在步骤(2)所得物料中加入催化剂二水合氯化亚锡，催化剂投料质量约为聚乳酸-γ氨基丁酸的质量的12%，混合，保持磁力搅拌，并加装装有少量氢化钙的除水装置(将氢化钙颗粒放入干燥的油水分离器中，量约为接水管高度的四分之一)以除去反应过程中产生的微量水份，保持体系较高的干燥度，控制反应系统真空度为lOOPa，并在180°C反应一定的时间停止。
[0027]4)将上步制得的聚合物溶于四氢呋喃制成10被％的溶液，经过滤后，再用沸程为30°C到60°C的石油醚沉淀并过滤，将沉淀物置于的真空烘箱中于50°C下干燥24小时后取出进行测试。
[0028]所得聚乳酸-γ氨基丁酸红外谱图如图1所述，可以看出:
[0029]峰位置在3494.1cnT1 处为 PLA 的 OH 吸收峰，2995.YcnT1 和 1454.δαιΓ1 处为 PLA的013伸展和弯曲振动峰，1757.9cm ―1处为PLA的CH伸展和弯曲振动峰。2870_2950cm ―1是Y -氨基丁酸CH2伸缩振动吸收峰，1610.60CHT1是氨基中NH对称伸缩振动吸收峰。
[0030]所得聚乳酸-γ氨基丁酸的核磁共振谱图如图2所述，可以看出:
[0031]在δ = 1.57为二重峰，强度比为1:1，峰面积为61.15，由此可知它们分别是PLA中相互邻接的甲基(CH3)和亚甲基(CH2)。图中δ = 3.4处峰为γ-氨基丁酸中CH，δ =2.6处峰为NH2。
[0032]实施例2:
[0033]I)取50ml乳酸溶液(L-乳酸或DL-乳酸)放入250ml三口烧瓶中，接好油水分离器和冷凝管，打开磁力搅拌，升温到180°C，在常压下除水2h，接着用水泵接着用水泵逐步抽真空到约8 OOOPa,保持2h，然后用真空泵调节体系真空度至lOOPa，继续除水4h。停止实验，记下油水分离器中的水量，将制得的聚乳酸预聚物取出备用。
[0034]2)称取10gy-氨基丁酸粉末溶于聚乳酸预聚物中，充分搅拌溶解，其中γ-氨基丁酸粉末与聚乳酸预聚物的投料摩尔比为9:3。
[0035]3)在步骤(2)所得物料中加入催化剂对甲苯磺酸，催化剂投料质量约为聚乳酸-γ氨基丁酸的质量的14%，混合，保持磁力搅拌，并加装装有少量氢化钙的除水装置(将氢化钙颗粒放入干燥的油水分离器中，量约为接水管高度的四分之一)以除去反应过程中产生的微量水份，保持体系较高的干燥度，控制反应系统真空度为lOOPa，并在180°C反应一定的时间停止。
[0036]4)将上步制得的聚合物溶于四氢呋喃制成10被％的溶液，经过滤后，再用沸程为30°C到60°C的石油醚沉淀并过滤，将沉淀物置于的真空烘箱中于50°C下干燥24小时后取出进行测试。
[0037]实施例3:
[0038]I)取10ml乳酸溶液(L-乳酸或DL-乳酸)放入250ml三口烧瓶中，接好油水分离器和冷凝管，打开磁力搅拌，升温到150°C，在常压下除水3h，接着用水泵接着用水泵逐步抽真空到6000Pa，保持3h，然后用真空泵调节体系真空度至80Pa，继续除水5h。停止实验，记下油水分离器中的水量，将制得的聚乳酸预聚物取出备用。
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