超临界流体强化传质制备高分子量聚乳酸的基础研究

聚乳酸是重要的生物降解聚合物之一，本申请针对现有高分子量聚乳酸生产工艺存在的过程复杂、成本高昂，环境不友好等缺点，从绿色化学的原理出发，应用超临界流体技术强化乳酸熔融缩聚反应的传质过程，实现高分子量聚乳酸的低成本、绿色化生产。通过详细研究该过程的传质行为，揭示超临界流体存在下高粘聚合物流体中小分子的传质机理。探明超临界流体对聚合物立体构型的选择性，独创性地提出通过聚合工艺限制D,L－乳酸缩聚产物的立体构型，降低聚消旋乳酸的产率，提高产品性能。在系统考察超临界流体对聚乳酸缩聚平衡机理和聚合动力学影响的基础上，首次利用超临界流体的特性改变反应途径，提高原子经济性，增加反应速率和产物分子量。建立超临界流体存在下的聚乳酸熔融缩聚动力学模型，并进行过程优化。充分利用超临界流体强化、气泡传质、扩散传质和表面更新等传质手段，在排气螺杆挤出机中实现聚乳酸的熔融缩聚的连续生产。