一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法與流程
2023-07-19 13:57:41 3
本發明涉及一種對聚丙烯酸膜耐水性及柔順性進行改良的方法，屬於聚合物薄膜製備技術領域。
背景技術：
聚丙烯酸是一種具有良好的生物相容性和生物可降解性的生物材料，聚丙烯酸膜可用作人造皮膚等，但聚丙烯酸膜親水性太強且較僵硬，缺乏較好的耐水性及柔順性，從而一定程度上限制了其應用。聚（d,l-乳酸）和聚三亞甲基碳酸酯是具有優良的生物相容性和生物可降解性的生物材料，具有良好的疏水性和柔順性。先將聚乳酸鏈段接枝到聚丙烯酸分子鏈上得到聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物，再將聚三亞甲基碳酸酯鏈段接枝到聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物中的聚丙烯酸鏈段上形成聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物，然後再將聚三亞甲基碳酸酯鏈段加入聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物形成共混物，製得改性聚丙烯酸膜，從而極大地提高了聚丙烯酸膜的耐水性及柔順性。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種操作簡單及效果較好的對聚丙烯酸膜耐水性及柔順性進行改良的方法。其技術方案為：
一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，其特徵在於：改性膜中聚丙烯酸鏈段的分子量為81000～92000，聚乳酸鏈段的分子量為2600～2800，聚三亞甲基碳酸酯鏈段的分子量為2400～2500；其改性方法採用以下步驟：
1）聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物的合成：在乾燥反應器內加入羥基封端的聚乳酸單十三烷基醚、溶劑、縮合劑和聚丙烯酸，惰性氣氛下，於27～34℃攪拌反應2～4天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
2）聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物的合成：在乾燥反應器內加入聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物、羥基封端的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚、溶劑和縮合劑，惰性氣氛下，於26～34℃攪拌反應2～4天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
3）聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良的聚丙烯酸膜的製備：在乾燥反應器內加入聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物、聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚和溶劑，惰性氣氛下，於47～50℃攪拌混合50～60分鐘後，用流延法成膜並乾燥，得到目標物。
所述的一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，步驟1）中，聚乳酸單十三烷基醚採用聚（d,l-乳酸）單十三烷基醚，聚乳酸單十三烷基醚與聚丙烯酸的摩爾比為15～25:1。
所述的一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，步驟1）中，縮合劑採用n,n』-二環己基碳二亞胺、n,n』-二異丙基碳二亞胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亞胺，縮合劑與聚丙烯酸的摩爾比為1.06～1.8:1，溶劑採用二甲基亞碸，反應物溶液濃度為5～15g:100ml。
所述的一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，步驟2）中，聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚與聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物中聚丙烯酸鏈段的摩爾比為15～25:1。
所述的一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，步驟2）中，縮合劑採用n,n』-二環己基碳二亞胺、n,n』-二異丙基碳二亞胺或3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亞胺，縮合劑與聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物中聚丙烯酸鏈段的摩爾比為1.06～1.8:1，溶劑採用二甲基亞碸，反應物溶液濃度為5～15g:100ml。
所述的一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，步驟3）中，聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚在改性膜中的質量百分比為2～4%，溶劑採用二甲基亞碸，混合物溶液濃度為25～30g:100ml。
本發明與現有技術相比，其優點為：
1、所述的一種聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良聚丙烯酸膜耐水性及柔順性的方法，採用兩步酯化反應和共混相結合的手段，操作簡單、易於掌握；
2、所述的聚丙烯酸改良膜耐水性及柔順性有了較大的提高。
具體實施方式
實施例1
1）聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物的製備
在乾燥反應器內加入15.7克聚丙烯酸（分子量為81000）、9克羥基封端的聚乳酸單十三烷基醚（分子量為2600），加入247ml二甲基亞碸，再加入0.049克n,n』-二環己基碳二亞胺，惰性氣氛下，於27℃攪拌反應2天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
2）聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物的製備
在乾燥反應器內加入12.2克聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物、6.8克羥基封端的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚（分子量為2400），加入189ml二甲基亞碸，再加入0.036克n,n』-二環己基碳二亞胺，惰性氣氛下，於26℃攪拌反應2天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
3）聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良的聚丙烯酸膜的製備
在乾燥反應器內加入10克聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物和37ml二甲基亞碸溶劑，另加入佔改性膜總重量2%的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚（分子量為2400），惰性氣氛下，於47℃攪拌混合50分鐘，用流延法成膜，在50℃真空乾燥箱中乾燥得到目標物。
經測試：本發明目標物與水的表面接觸角及其斷裂伸長率分別比改性前提高了12.5°和9.8%。
實施例2
1）聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物的製備
在乾燥反應器內加入15克聚丙烯酸（分子量為87000）、8.8克羥基封端的聚乳酸單十三烷基醚（分子量為2700），加入238ml二甲基亞碸，再加入0.028克n,n』-二異丙基碳二亞胺，惰性氣氛下，於30℃攪拌反應3天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
2）聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物的製備
在乾燥反應器內加入12.1克聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物、6.4克羥基封端的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚（分子量為2400），加入186ml二甲基亞碸，再加入0.021克n,n』-二異丙基碳二亞胺，惰性氣氛下，於30℃攪拌反應3天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
3）聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良的聚丙烯酸膜的製備
在乾燥反應器內加入9.9克聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物和36ml二甲基亞碸溶劑，另加入佔改性膜總重量3%的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚（分子量為2400），惰性氣氛下，於48℃攪拌混合55分鐘，用流延法成膜，在50℃真空乾燥箱中乾燥得到目標物。
經測試：本發明目標物與水的表面接觸角及其斷裂伸長率分別比改性前提高了13.3°和10.4%。
實施例3
1）聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物的製備
在乾燥反應器內加入15.5克聚丙烯酸（分子量為92000）、8.8克羥基封端的聚乳酸單十三烷基醚（分子量為2800），加入238ml二甲基亞碸，再加入0.041克3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亞胺，惰性氣氛下，於34℃攪拌反應4天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
2）聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物的製備
在乾燥反應器內加入11.5克聚丙烯酸-聚乳酸接枝共聚物、5.7克羥基封端的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚（分子量為2500），加入171ml二甲基亞碸，再加入0.028克3-乙基-1-（3-二甲氨丙基）碳二亞胺，惰性氣氛下，於34℃攪拌反應4天，終止反應，通過過濾、透析、乾燥，得到目標物；
3）聚乳酸與聚三亞甲基碳酸酯改良的聚丙烯酸膜的製備
在乾燥反應器內加入9.5克聚丙烯酸-聚乳酸-聚三亞甲基碳酸酯雙接枝共聚物和35ml二甲基亞碸溶劑，另加入佔改性膜總重量4%的聚三亞甲基碳酸酯單十二烷基醚（分子量為2500），惰性氣氛下，於50℃攪拌混合60分鐘，用流延法成膜，在50℃真空乾燥箱中乾燥得到目標物。
經測試：本發明目標物與水的表面接觸角及其斷裂伸長率分別比改性前提高了13.8°和10.9%。