[發明專利]一種生物可降解嵌段共聚酯的制備方法

無效

• 申請號: 200910045017.8
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101475690A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 任杰;楊君偉;張乃文;王秦峰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08G63/16;C08G63/183;C08G63/78
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張 磊

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種生物可降解嵌段共聚酯的制備方法。?

背景技術

脂肪族聚酯因其熔點低、力學性能差，難以滿足實際應用過程中對材料性能多方面的要求，同時原料成本高，產品價格居高不下，成為制約其進一步發展的瓶頸。熱塑性芳香族聚酯的熱性能穩定，力學性能優良，便于加工，且價格低廉，但其生物降解性差，不能單獨用作降解材料使用。因此，制備既具有脂肪族聚酯的可降解性又具有芳香族聚酯優異的力學及熱性能的脂肪族-芳香族共聚酯具有廣闊的發展前景。?

聚己二酸丁二醇酯(PBA)是一種可降解的脂肪族聚酯，分子鏈中具有相連的幾個亞甲基，因而柔韌性較好，但強度較差，熔點偏低。聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種芳香族聚酯，以其熱穩定性好、力學性能優良、價格低廉。PBAT是一種性能優異的脂肪族-芳香族共聚酯，含有BA和BT結構單元，兼具PBA的柔順性和PBT的耐熱性和抗沖擊性，機械性能良好，且具生物可降解性能。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備具有良好力學性能的生物可降解嵌段共聚酯的制備方法。?

本發明提出的生物可降解嵌段共聚酯的制備方法，具體步驟如下：?

(1)己二酸和1，4丁二醇在催化劑存在的條件下進行酯化反應，第一個階段反應時間為3～5h，氮氣保護，反應壓力為0.1～0.8MPa，反應溫度為130℃～180℃；第二個階段反應時間為1.5～5h，反應壓力為0.3～0.6MPa，反應溫度為150℃～200℃，得到聚己二酸丁二醇酯預聚物；己二酸與1，4-丁二醇的摩爾比為1∶1～1∶1.8；?

(2)對苯二甲酸二甲酯和1，4-丁二醇在催化劑存在下進行酯交換反應，反應在氮氣保護下進行，反應時間為2～5h，反應壓力為0.1～0.7MPa，反應溫度為150℃～170℃，得到聚對苯二甲酸丁二醇酯預聚物；對苯二甲酸二甲酯與1，4-丁二醇的摩爾比為1∶1.4～1∶1.7；?

(3)將步驟(1)和步驟(2)得到的預聚物混和，然后在負壓條件下，在催化劑作用下進行熔融共縮聚反應，控制真空度為0～200Pa，反應溫度為210℃～260℃，反應時間為3～8h，即得所需產品；聚己二酸丁二醇酯與聚對苯二甲酸丁二醇酯的摩爾比為1∶0.5～0.5∶1。?

本發明中，步驟(1)中所述催化劑為鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯或辛酸亞錫中的一種或幾種，催化劑的加入量為己二酸質量的0.2～0.4％，較優的0.25％～0.35％。?

本發明中，步驟(1)中己二酸與1，4-丁二醇的摩爾比為1∶1.2～1∶1.5。?

本發明中，步驟(2)中所述催化劑為鈦酸四丁酯、醋酸鈷或醋酸錳中的一種或幾種，催化劑的加入量為對苯二甲酸二甲酯質量的0.2～0.4％，較優的0.25％～0.3％。?

本發明中，步驟(2)中對苯二甲酸二甲酯與1，4-丁二醇的摩爾比為1∶1.5～1∶1.6。?

本發明中，步驟(3)中所述催化劑為鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、辛酸亞錫、醋酸鈷或醋酸錳中的一種或幾種，催化劑用量為反應物總質量(指步驟3中的反應物)的0.05％～0.2％，較優的0.05％～0.1％。?

本發明的優點在于：?

(1)制備的嵌段共聚酯兼具了長亞甲基鏈的柔順性和芳環的抗沖擊性，力學性能良好，有廣闊的應用前景。?

(2)制備的嵌段共聚酯可生物降解，對環境無害，有廣闊的發展前景。?

(3)原材料廣泛易得，方法簡單快捷，適用于大規模工業化生產。?

(4)利用本發明方法制備得到的產物特性黏數可達1.2dl/g以上，熔點可控制在100～140℃之間，拉伸強度18～37MPa，斷裂伸長率800％～1500％。?

本發明提供了一種制備兼具BA和BT結構單元的嵌段共聚酯的方法，方法簡便，制備的產物兼具了長亞甲基鏈的柔順性和芳環的抗沖擊性，力學性能良好，且生物可降解，具有很廣闊的實際應用前景。?

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明，以有利于理解本發明，但不限制本發明的內容。?

主要指標的測試方法如下：?

特性黏數：將0.1250g聚酯融于25ml苯酚和1，1，2，2-四氯乙烷的等重量的混合溶液中，于25℃下測定其特性黏數。?

熔點：Q100型差示掃描量熱儀，升溫速率10℃/min。?