[發明專利]一種可生物降解支化脂肪族聚酯多嵌段共聚物及其制備方法

無效

• 申請號: 201110378383.2
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102516555A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王國利;張英偉;張新志;馮清正;孫長江
• 申請（專利權）人: 北京旭陽化工技術研究院有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;張皓

技術領域

本發明涉及一種可生物降解支化脂肪族聚酯多嵌段共聚物及其制備方法。

背景技術

可生物降解高分子材料由于其環境友好和生物醫藥用途而受到學術界和工業界的廣泛關注，它的使用可在一定程度上緩解由傳統聚合物材料引起的“白色污染”問題。脂肪族聚酯作為最重要的可生物降解材料受到人們的廣泛關注，其主要應用于農業、包裝、纖維及生物醫藥等領域。聚丁二酸丁二酯(PBS)由于其優異的綜合性能及良好的工業化前景成為脂肪族聚酯中發展最快的品種之一。目前被認為是最有希望實現工業化和商品化的可生物降解的高分子材料之一。

到目前為止，脂肪族聚酯特別是PBS還沒有得到廣泛的推廣應用，除了其價格遠遠高于傳統的聚烯烴材料外，主要還與其本身的結構與性能存在缺陷有很大的關系。與其它芳香族聚酯材料相比，脂肪族聚酯的明顯不足是其熔體粘度低和熔體強度差，這主要是由于縮聚反應后期容易發生脫羧、環化等副反應，不易得到高分子量的聚酯，限制了其在薄膜及發泡制品領域的應用。即使可以制得薄膜制品，但由于聚酯本身分子鏈結構的影響，聚酯薄膜也存在橫向拉伸強度低及易撕裂等缺點。這大大限制了其在一次性購物袋和地膜領域中的應用范圍。為了提高PBS的分子量和改善PBS薄膜制品的橫向拉伸強度，對PBS進行改性成為近年來脂肪族聚酯的研究熱點。人們將一種以TiO₂和SiO₂的共聚混合氧化物引入到脂肪族聚酯反應中(Seidel?U，Eckert?T，Chem.Fibers?Int，1999，49，27)，該催化劑具有高的反應活性，可縮短聚合時間，但其制備的產品存在色相發黃的問題，從而影響產品的外觀。此外，在改善聚酯薄膜的橫向拉伸強度和易撕裂強度這個問題上，一直是脂肪族聚酯改性存在的主要難點。

支化聚合物具有不同的物理化學特性。長支化可提高聚合物的熔體強度和熔體粘度，并具有應力增稠效應，這有助于材料在吹膜過程中的工藝穩定性或在制備泡沫材料過程中的泡孔均一性。短支化可以提高薄膜的抗撕裂強度并改善其透明性。在結晶性脂肪族聚酯中特別是在PBS中引入長支鏈有望提高脂肪族聚酯的熔體強度和熔體粘度，引入短支鏈還可以改善脂肪族聚酯薄膜制品的橫向拉伸強度和抗撕裂強度。綜上所述，結合脂肪族聚酯優異的生物降解性和支化脂肪族聚酯具有的改進物理機械性能的優點，可以解決脂肪族聚酯存在熔體粘度低、熔體強度差及薄膜制品存在橫向拉伸強度低和易撕裂的問題。

發明內容

發明目的

針對現有技術中的不足，本發明提供了一種可生物降解支化脂肪族聚酯多嵌段共聚物，其能有效克服脂肪族聚酯存在熔體強度差、熔體粘度低、薄膜制品橫向拉伸強度低和易撕裂的問題。

因此，本發明的一個目的是提供一種可生物降解支化脂肪族聚酯多嵌段共聚物。

本發明的另一個目的是提供該可生物降解支化脂肪族聚酯多嵌段共聚物的制備方法。

技術方案

為了實現上述目的，本發明通過結合脂肪族聚酯優異的生物降解性和支化脂肪族聚酯改進的物理機械性能而提供了一種可生物降解支化脂肪族聚酯多嵌段共聚物，該多嵌段共聚物是由I鏈段和II鏈段構成的支化多嵌段共聚物。

其中，所述I鏈段為羥基封端的脂肪族聚酯齊聚物或預聚物，其由C₄-C₁₂的脂肪族二元酸單體與C₂-C₁₂的脂肪族二元醇單體構成，其占所述支化多嵌段共聚物重量的0.5-99.5％，優選為15-85％，更優選為30-70％，最優選為40-60％。

所述II鏈段為羥基封端的支鏈脂肪族聚酯齊聚物或預聚物，其由C₄-C₆的脂肪族二元酸單體與C₂-C₂₂的脂肪族二元醇單體和/或C₃-C₁₂的脂肪族三元醇單體和/或C₈-C₂₂脂肪酸甘油酯單體構成，或者由含有支鏈的C₃-C₁₈的脂肪族二元酸單體和/或C₄-C₁₂的脂肪族三元酸單體與C₄-C₆的脂肪族二元醇單體構成；所述II鏈段非必須地為環氧化物的縮合物，其占所述支化多嵌段共聚物重量的0.5-99.5％，優選為15-85％，更優選為30-70％，最優選為40-60％。

其中，I鏈段和II鏈段聚酯預聚物的重量百分數總和為100％。