本发明涉及材料分解技术领域,特别涉及一种催化聚乳酸热分解的方法。该方法是使用密炼机共混的方式将超强碱催化剂加入到聚乳酸中,得到含有超强碱的聚乳酸。本发明提供了一种通过超强碱催化剂使聚乳酸在相对较为温和的条件下热分解的方法,得到的含有超强碱的聚乳酸可以在较低的温度或较短的时间内实现热解聚,克服了现有技术中的聚乳酸需要在长时间高温下的苛刻条件下分解所带来的复合材料基材会发生氧化变色等一系列问题,从而使得聚乳酸在复合材料的应用中具有更加实用的价值。

本发明提供一种催化聚乳酸热分解的方法，使用密炼机共混的方式将超强碱催化剂加入到聚乳酸中，得到含有超强碱的聚乳酸。所述方法包括如下步骤：将聚乳酸置于高温环境下的密炼机中熔融后，向所述密炼机中加入相对于所述聚乳酸质量比为1wt％～10wt％的超强碱催化剂，并搅拌均匀，得到含有超强碱的聚乳酸。进一步的，所述超强碱催化剂为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、四甲基胍、三乙烯二胺、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、亚氨基-三(二甲氨基)正膦、叔丁基亚氨基-三(二甲氨基)正膦、叔丁基亚氨基-三(吡咯烷)膦、亚氨基-三(吡咯烷)膦、苯基亚氨基-三(二甲氨基)正膦、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈、1-叔丁基-4,4,4-三(二甲氨基)-2,2-二[三(二甲氨基)-正膦亚基氨基]-2Λ5,4Λ5-连二(磷氮基化合物)、环三聚磷腈、双(三苯基正膦基)氯化铵、6-二甲基氨基嘌呤、2-叔丁基亚氨基-2-二乙基氨基-1,3-二甲基全氢-1,3,2-二氮杂磷中的一种或多种。

聚乳酸(polylactic acid，PLA)是一种线性酯类聚合物，由于其具有可生物降解性、易加工性、力学性能优异等特性，因而在生物医学、食品包装和其他环境应用中占据有巨大的市场份额。其应用之一就是在复合材料的制备过程中充当牺牲纤维成分，具体方法是将PLA纤维嵌入复合材料中，在高温下PLA热分解形成丙交酯(一种气态单体)从而在复合材料中形成微通道网络。但是，PLA的非催化解聚需在280℃以上才能实现，在该温度下，复合材料基材可能会发生氧化变色等副反应。所以，现有的复合材料热处理要求更温和的条件，即较低的纤维解聚温度。

研究发现，一些金属可在较低温度下催化PLA热分解，包括铝、钛、锌、铁、锆、钙和镁等；碱金属氧化物也具有催化PLA热分解的活性，包括氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化锶等；有机锡试剂也是常见的一类催化PLA快速热分解的催化剂，包括草酸亚锡、醋酸亚锡和辛酸亚锡。但这些催化剂催化PLA热解聚的效果并不明显，即使加入上述催化剂，PLA热解聚的条件依然苛刻，去除掉加入上述催化剂的PLA仍然需要在200℃的真空干燥箱中长时间放置。这些条件使得该工艺能耗高，且仅限于耐高温基材，部分基材会发生氧化反应，仍然会导致体系的显著变色。

因此，研发出一种可以在较低温度下催化PLA快速热分解的方法，从而防止基材在PLA分解时发生降解、变形或变色，这对牺牲纤维模板法制备特定结构的复合材料具有重要意义。

故本发明在材料分解技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：张彦峰 冯丽 崔晨晖 成一龙 章强 吴宥伸

西安交通大学是我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府，是教育部直属重点大学。西迁以来，一代代交大人扎根西部、服务国家，为西部发展和国家建设作出了卓越贡献，以实际行动铸就了第一批纳入中国共产党人精神谱系的西迁精神。2017年12月，习近平总书记对学校15位老教授来信作出重要指示。在2018年新年贺词中，习近平总书记再次提到“西安交大西迁的老教授”。2020年4月22日，习近平总书记来校考察并发表重要讲话，强调西迁精神的核心是爱国主义，精髓是听党指挥跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼吸、共命运，勉励师生在新时代创造属于我们这代人的历史功绩，给全校师生以巨大关怀和极大鼓舞，为学校新时代建设中国特色世界一流大学提供了根本遵循和行动指南。

1)本发明提供的催化聚乳酸热分解的方法，使用密炼机共混制备方法简单，只需将超强碱催化剂加入到熔融的聚乳酸中搅拌共混即可，无需复杂的浸渍工艺。

2)本发明中使用到的超强碱催化剂是一种高效、稳定的催化剂，催化活性高，只需少量就可以高效催化聚乳酸热分解；并且与其他催化剂相比，使用了超强碱催化剂催化后聚乳酸的热分解温度降低，使得聚乳酸在复合材料的制备中充当牺牲纤维时不会导致基材的热损伤，不会显著侵蚀聚乳酸纤维的使用性能。

综上所述，本发明提供了一种通过超强碱催化剂使聚乳酸在相对较为温和的条件下热分解的方法，得到的含有超强碱的聚乳酸可以在较低的温度或较短的时间内实现热解聚，克服了现有技术中的聚乳酸需要在长时间高温下的苛刻条件下分解所带来的复合材料基材会发生氧化变色等一系列问题，从而使得聚乳酸在复合材料的应用中具有更加实用的价值。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。