[發明專利]一種生物可降解共聚物

無效

• 申請號: 201110006373.6
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN102181029A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 任杰;曾超;張乃文;常少坤;馮舒勤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08G18/42
• 分類號: C08G18/42;C08G18/60
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種生物可降解共聚物。

背景技術

近年來，由于大量使用非可再生的石油基化合物制備商業用高分子聚合物造成了環境污染，傳統的高分子回收條件非常苛刻，由于聚合物結構中一般化合鍵的高穩定性，通常需要在高溫下進行高分子聚合物的分解和回收，同時不可避免在高溫下產生許多復雜的副反應，造成回收產物的純度大大降低。所以對于生物可降解和可回收新型聚合物的需求變得十分迫切。

具有優良的生物相容性和可生物降解性的聚羥基酸或聚氨基酸，其來源于可再生資源農作物(如玉米，木薯甚至秸稈等)，最突出的優點是生物可降解性，其使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水等產物，不污染環境，對保護環境非常有利。這些聚羥基酸或聚氨基酸一般具有良好的機械性能及物理性能，適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便。在有諸多優良性質的同時，也存在一些不能很好滿足包裝制品需要的缺點，其柔軟性不足，通常采用與具有柔性鏈段的可降解聚合物共聚改善其柔韌性。

含有可降解共聚物鏈段的新型生物可降解共聚物，即能夠很好的解決高分子聚合物降解和回收問題，共聚物中的聚醚鏈段相和亞甲基鏈段具有優異的柔順性，能夠很好的克服某些可降解聚酯的脆性問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備方法簡單經濟，原料豐富易得，易于工業化生產的生物可降解共聚物。

本發明提出的生物可降解共聚物，以聚羥基酸或聚氨基酸、聚合物多元醇、聚合物多元酸或聚合物多元胺作為原料，通過直接熔融縮聚法制備共聚物，然后共聚物再相互通過偶聯反應形成一種新型可降解共聚物；該共聚物具有如下結構通式：

其中，R₁為多元醇、多元胺、多元酸或多元酸酐結構中的一種或幾種；R₂為C_nH_2n+1，其中n為1-10、苯基或取代苯基中任一種；R₃為可降解聚羥基酸或聚氨基酸；R₁結構占共聚物的總摩爾比的10％-50％，R₂結構占共聚物的總摩爾比的10％-50％，R₃結構占共聚物的總摩爾比的50％-90％，共聚物鏈段中若含有苯環結構，則苯環類鏈段占聚合物摩爾比例不超過30％。本發明中，所述多元醇是聚丙烯酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚乙烯醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、甘油、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、三羥基甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇、雙季戊四醇、山梨醇、木糖醇及符合通式CnH₂n+₂-x(OH)x(x≥3)的多羥基醇或它們共聚物中的一種或幾種。

本發明中，所述聚丙烯酸酯多元醇指通過丙烯酸和/或甲基丙烯酸單體(共)聚合而得到的具有多個羥基的聚合物。其他烯類不飽和可聚合單體也可用于制備聚丙烯酸酯多元醇，例如乙烯基芳族單體，其他乙烯基或烯丙基單體。

本發明中，所述丙烯酸和/或甲基丙烯酸單體為(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、線性或支化(甲基)丙烯酸戊酯、己酯、庚酯、辛酯或更高的酯。(甲基)丙烯酸叔丁基環己基酯或叔丁基苯乙烯、癸酸乙烯酯或十二烷酸乙烯酯，(甲基)丙烯酸羥基丁基酯。

本發明中，所述聚醚多元醇可以通過乙二醇，二乙二醇，丙二醇，二丙二醇，丙三醇，聚乙二醇，聚丙二醇，聚丙三醇為起始單體，與環氧乙烷，環氧丙烷開環反應得到。

本發明中，所述多元胺是飽和脂肪族多元胺，如乙二胺(EDA)、亞丙基二胺、亞己基二胺和二亞乙基三胺、亞己基二胺、1，4-丁二胺(DBA)、1，3-丙二胺(DPA)、六亞甲基四胺、二[聚環氧乙烷2二胺](BPEOBA)和二亞乙基三胺；不飽和脂肪族多元胺，如二乙烯三胺；芳香族多元胺，如4，4’-二氨基二苯甲烷(MDA)的一種或幾種。

本發明中，所述多元酸為琥珀酸、己二酸、癸二酸、十二烷二酸、辛烯基琥珀酸、十二碳烯基琥珀酸(任何異構體或異構體的混合物)、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三酸或二聚脂肪酸中的一種或幾種。

本發明中，所述多元酸酐為癸酸酐、十二烷酸酐、十二烷基琥珀酸酐或十二碳烯基琥珀酸酐中的一種或幾種。