[發明專利]一種生物降解脂肪族聚醚酯彈性體及其制備方法

無效

• 申請號: 201210016725.0
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102604058A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張愛民;黃勇;周濤;胡晶瑩;周庭
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G63/672
• 分類號: C08G63/672;C08G63/78;C08K3/26;C08K3/34
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種生物降解脂肪族聚醚酯彈性體及其制備方法，屬于高分子材料的合成領域。

背景技術

熱塑性彈性體(TPE)是指具有熱塑性塑料重復加工性優點和橡膠高彈性等物理機械性能優點的高分子材料。該類材料具有優異的回收再生性能，其邊角余料和廢料經簡單破碎后可二次使用，無需像硫化橡膠一樣通過化學脫硫才能再生的缺點，因而近年來得到了廣泛的研究和應用。熱塑性彈性體可直接通過注塑、擠出、吹塑等加工方式生產，生產方式簡單。從聚合物的結構和制備方法來看，熱塑性彈性體一般可以分為三類：(1)嵌段型，是指由兩個或兩個以上不同的鏈段(通常稱為硬段和軟段)，如聚氨酯類，聚醚酯類，聚酰胺酯類等；(2)接枝型，是在線型分子鏈上接上另一個分子鏈，如聚乙烯-丁基橡膠接枝共聚物和氯化丁基橡膠-接枝聚苯乙烯等；(3)共混型，由兩種或兩種以上不同的聚合物按一定的配比通過物理機械混合而成。而嵌段型熱塑性彈性體在結構上具有明顯的相分離即硬段相和軟段相，硬段相提供物理交聯，軟段相提供彈性。通過選擇不同的軟硬段化學結構，以及控制軟硬段比例，可以得到滿足不同性能要求的彈性體。因而嵌段熱塑性彈性體在高分子材料領域得到了迅速發展。

聚醚酯是一種典型的熱塑性彈性體，廣泛用于組織工程、藥物控制釋放和使用，以及用作耐油密封等耐油制品。國內外對該材料的研究主要是針對由聚醚和芳香族聚酯的嵌段共聚物形成的芳香族聚酯彈性體，并已有工業化產品。芳香族聚酯為聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二酸丁二醇酯；聚醚為聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃。芳香族聚酯彈性體在自然環境中雖能逐漸分解生成芳香族二酸、二氧化碳或水等低分子量物質，但芳香族二酸難以進一步分解，因此，芳香族二酸會造成水體和環境污染，影響人體健康。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種可生物降解脂肪族聚醚酯彈性體及其制備方法，其特點是該彈性體可在自然環境中全部分解成二氧化碳和水，無難分解或不分解的芳香烴類化合物，不會造成水體和環境污染，不會影響人體健康。

本發明的目的由以下技術措施來實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。

生物降解脂肪族聚醚酯彈性體的起始原料由以下組分組成：

丁二酸或其衍生物??????????????????100份，

α，ω-碳二醇?????????????????????50～120份，

聚醚二醇分子量為800～5000g/mol????36～150份，

成核劑????????????????????????????2.1～10.2份，

催化劑????????????????????????????0.3～2.2份，

加工助劑??????????????????????????0～2份

丁二酸或其衍生物為丁二酸、丁二酸酐、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯或丁二酸二丁酯中的任一種。

α，ω-碳二醇為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-正丁二醇或1，5-戊二醇中的任一種。

聚醚二醇為不同分子量的聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氫呋喃醚中的任一種。

成核劑為納米碳酸鈣、納米蒙脫土、納米高嶺土或沙林系列成核劑包括成核劑8150、成核劑8940、成核劑8945、成核劑9950或成核劑9910中的任一種。

催化劑為鈦酸丁酯、氯化亞錫、醋酸錳、醋酸鋅、醋酸鎂、醋酸鈣和醋酸鈷中的至少一種。

加工助劑包括抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、潤滑劑和顏料中的至少一種。

生物降解脂肪族聚醚酯彈性體的制備方法包括以下步驟：

(1)將丁二酸或其衍生物100份，α，ω-碳二醇50～120份，聚醚二醇36～150份，成核劑2.1～10.2份，催化劑0.2～1.2份，加工助劑0～2份，加入帶有攪拌器，溫度計、氮氣口，回流冷凝器的反應釜中，在常壓下，于溫度150～200℃進行酯交換反應2～4h；

(2)在上述酯交換反應物中，再加入催化劑0.1～1.0份，緩慢升溫到溫度200～220℃，壓力0.01～0.03MPa繼續反應1～2h；

(3)將上述反應物繼續緩慢升溫到230～260℃，壓力在30～100Pa下繼續反應1～2h；

(4)反應結束后，通入氮氣將壓力升至3～5MPa，出料、拉條、切粒、烘干獲得可生物降解脂肪族聚醚酯彈性體。

性能測試：