[發明專利]一種聚丙交酯三元共聚物及其制備方法

無效

• 申請號: 200910109136.5
• 申請日: 2009-07-25
• 公開（公告）號: CN101962438A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 魯遙
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C08G63/64
• 分類號: C08G63/64;C08G63/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種聚丙交酯三元共聚物及其制備方法。

背景技術

近年來，由于環保意識的廣為傳播，環保材料逐漸成為一類熱門材料，脂肪族聚酯如聚乙交酯、聚丙交酯、聚ε-己內酯及其共聚物是一大類具有良好生物相容性的可降解聚合物，其在生物醫用領域如藥物控釋載體和組織工程支架等方面已被廣泛應用，而在民用領域還很少涉及，不過隨著科技的不斷進步，聚丙交酯(即聚乳酸，簡稱PLA)在日常生活領域的應用逐漸得到認可。聚丙交酯擁有良好的機械性能和生物可降解性，并且其生產原料乳酸來自低能耗和低污染的生物煉制過程——微生物發酵，可稱之為真正的“綠色塑料”，因此聚丙交酯具有傳統石油基塑料不可比擬的環保優勢。聚乳酸塑料制品已經在農用地膜、食品包裝和汽車內飾等方面得到應用。

但是聚丙交酯也有限制其得到更為廣泛應用的缺陷，比如韌性差、耐熱性不好等等。聚丙交酯的改性一直是一個研究熱點，現有的手段概括起來有兩類：物理改性和化學改性。前者是將聚丙交酯與其他聚合物材料共混或者在聚丙交酯樹脂中添加小分子填料，通過改變聚合物大分子在成型后的聚集形態來達到改性目的。化學改性則主要是將丙交酯與其他單體共聚，常見的單體包括ε-己內酯、環碳酸酯等等。眾所周知，聚ε-己內酯和脂肪族聚碳酸酯具有良好的彈性和成膜性能，因此丙交酯與ε-己內酯或者環碳酸酯單體的共聚能夠克服聚丙交酯韌性較差的缺點，獲得機械性能更為優異的共聚物。類似研究已經大量發表在期刊上，如Macromolecules，1996，29，3674-3680報道了丙交酯與環碳酸酯的共聚物。

但是，這種經過環碳酸酯改性的聚丙交酯在普通自然環境下的降解比聚丙交酯更慢，而非堆肥條件下掩埋的聚丙交酯制品可能需要一到兩年的降解時間甚至更長，這勢必造成垃圾處理的效率低下。因此有必要通過改性來提高聚丙交酯的降解速率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種同時具備降解速率快，韌性好等優點的聚丙交酯三元共聚物。

本發明提供一種聚丙交酯三元共聚物，其中該三元共聚物具有如下結構：

其中1為1-1000的整數，m為1-1000的整數，n為1-1000的整數，R1為C1-C4的烷基或氫原子，R2為C1-C4的烷基或氫原子。

本發明還提供一種上述聚丙交酯三元共聚物的制備方法，該方法包括：

1)按比例稱取環碳酸酯、丙交酯、乙交酯、催化劑混合后，加熱反應，獲得反應初產物；

2)將步驟(1)中制備的反應初產物，加入到氯仿溶液中，得到反應初產物的氯仿溶液；

3)再將步驟(2)中獲得的反應初產物的氯仿溶液加入到甲醇中，沉淀，得到產物沉淀；

4)將步驟(3)中獲得的產物沉淀加熱烘干，使有機溶劑揮發，得到聚丙交酯三元共聚物。

通過本發明所提供的方法，可以制備本發明所提供的聚丙交酯三元共聚物，這種共聚物同時具備降解速率快、韌性好等特點。

具體實施方式

普通的聚丙交酯存在著限制其推廣應用的缺陷，比如韌性差，而現有技術中通過環碳酸酯改性聚丙交酯，雖然可以一定程度上解決聚丙交酯韌性差的缺陷，但是，經過這種環碳酸酯改性或沒有經過改性的聚丙交酯在自然環境下降解都非常緩慢，非堆肥條件下掩埋的聚丙交酯制品可能需要一到兩年的降解時間甚至更長，這勢必造成垃圾處理的效率低下。因此有必要通過進一步改性來提高聚丙交酯的降解速率。發明人通過大量實驗，發現在改性聚丙交酯的過程中加入聚乙交酯是提高降解速率的有效途徑，因此在共聚物中引入乙交酯鏈段有可能改善其降解速率，如在生物醫學領域經常使用的共聚物——聚乙丙交酯就是丙交酯和乙交酯的共聚物，這種共聚物比早期使用的聚丙交酯的體內降解要快，而且可以通過調節丙交酯和乙交酯單元的比例來調節共聚物的降解速率，以滿足不同的需要。但是，和聚丙交酯一樣，聚乙丙交酯缺乏足夠的韌性，因此使用也受到了限制。簡單地在聚丙交酯中引入乙交酯鏈段，雖然提高了其降解速率，但對其機械性能的改善極為有限。有研究證明，乙交酯含量大于一定比例將明顯降低聚乙丙交酯的韌性，甚至低于純聚丙交酯的水平。

發明人發現如果將丙交酯、乙交酯及環碳酸酯共聚合，優化三種單體的比例，將得到一種機械性能和降解性能都更加優異的聚酯三元共聚物。

由此，本發明提供一種聚酯三元共聚物，其中該三元共聚物具有如下結構：

其中1為1-1000的整數，m為1-1000的整數，n為1-1000的整數，R1為C1-C4的烷基或氫原子，R2為C1-C4的烷基或氫原子。