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本文采用直接熔融缩合聚合法制备了能够扩链的端羟基乳酸预聚物,然后用异氰酸酯扩链法制备较高分子量的聚乳酸。探索了乳酸聚合过程中添加聚乙二醇(PEG)来提高聚乳酸韧性的方法。本文主要研究聚合和扩链反应温度、反应时间及反应体系组成对聚乳酸分子量的影响,并采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)﹑凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振氢谱(1HNMR)等测试手段对聚乳酸进行了结构表征。
研究结果表明:用真空熔融缩聚法制备端羟基乳酸预聚物,其最佳工艺条件为:1,4-丁二醇(或己二醇)的用量为1.0 mol%,TSA/Sn(Otc)2复配催化剂(Sn(Otc)2与TSA重量配比为1:1)用量为1 wt%,在180℃、100Pa条件下直接熔融缩合聚合10小时。此时,端羟基乳酸预聚物分子量—Mw为1.97×104。
研究结果表明用异氰酸酯扩链法制备较高分子量的聚乳酸时, -NCO/-OH的比例应该控制在0.95-1之间。通过异氰酸酯扩链法制备的聚乳酸的断裂伸长率为4%左右。乳酸聚合过程中用聚乙二醇替代二醇,扩链聚乳酸的拉伸性能有了大幅度的提高,随着聚乙二醇用量的增加,聚乳酸发生了脆韧转变,聚乳酸的断裂伸长率能超过200%。