[發(fā)明專利]一種可生物降解高阻隔熱塑性聚合物、制備方法及其聚合物應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410325022.5
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104292416A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐玉華;宗敬東;王兆生;徐寶庚;林建新;徐玉俊
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中科金龍化工有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/44;C08G18/48
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚合物，特別涉及一種高分子量、可生物降解、具有較高水汽、氧氣阻隔的可生物降解高阻隔熱塑性聚合物的制備及用途。

背景技術(shù)

人工制備的生物降解材料是人們?yōu)閼?yīng)對通用高分子材料帶來的“白色污染”而開發(fā)的一種新型高分子材料，此類材料可采用現(xiàn)有的高分子加工技術(shù)生產(chǎn)日常用品，主要是一次性包裝物，如薄膜袋、杯子、餐具、地膜及其它制品。生物降解材料給人們的日常生活帶來的極大的方便，減輕了白色污染。受材料性能及加工技術(shù)的限制，目前生物降解材料的應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于短壽命周期的一次性包裝物上。近年來研究機構(gòu)和企業(yè)正在將目光轉(zhuǎn)向生物降解材料的功能化領(lǐng)域，即希望生物降解材料具有工程高分子的性能，但有在應(yīng)用功能喪失后，要能立即降解，這些工程化的應(yīng)用如耐久性汽車零部件、家用電器零部件，特殊包裝要求的如水汽阻隔、氧氣阻隔等保鮮包裝，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，生物降解材料新領(lǐng)域的拓展越來越受到重視，也希望能夠取得良好的經(jīng)濟效益。

我們都知道，CO₂和環(huán)氧類化合物聚合的純二元結(jié)構(gòu)高分子生物降解材料具有生物降解性能的同時，表現(xiàn)出良好的水汽、氧氣的阻隔性，但由于物理性能差（如拉伸強度差、低溫脆性）和生產(chǎn)過程中大量催化劑的殘留，使該類生物降解材料的應(yīng)用受到限制，因而一直沒有大規(guī)模工業(yè)化。

本發(fā)明針對以上缺陷，另辟蹊徑，首先精選CO₂和環(huán)氧化合物合成低分子量的含有活性官能團的復(fù)合結(jié)構(gòu)的二元醇a）單體，并脫除催化劑，采用聚氨酯熱塑性的生產(chǎn)方式，精選各單體的比例，優(yōu)化工藝條件，生產(chǎn)一種既具有生物降解性能，又保持良好的水汽、氧氣阻隔性的新型材料，該種材料克服了純二元結(jié)構(gòu)的CO₂和環(huán)氧類化合物聚合物的低溫脆性、物理機械性能差的缺點，使用該種材料加工的薄膜具有良好的撕裂強度和柔韌性，為CO₂基聚合物應(yīng)用開辟了一條新的工業(yè)化途徑。

如中國專利201110355699公開了一種以聚碳酸亞丙酯為軟段制備熱塑性聚氨酯彈性體的方法，是先將二異氰酸酯、催化劑加入聚碳酸亞丙酯多元醇進行反應(yīng)，反應(yīng)后再加入擴鏈劑進行擴鏈反應(yīng)，干燥固化得到熱塑性聚氨酯彈性體。該發(fā)明沒有對聚碳酸亞丙酯的結(jié)構(gòu)進行定性和精選，所以不能保持材料對水汽、氧的阻隔性能及滿足對生物降解的要求，并且所得產(chǎn)物拉伸強度差和低溫脆性也沒有改善。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及的術(shù)語“可生物降解”是指在微生物和酶的作用下，有機化合物被微生物和酶分解為二氧化碳和水或者甲烷，及其所含物質(zhì)的礦化鹽和新的生物質(zhì)。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高分子量可生物降解高阻隔熱塑性聚合物。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?

一種可生物降解阻隔熱塑性聚合物，由以下單體聚合而成：

a)一種復(fù)合多元醇，其結(jié)構(gòu)中含有聚碳酸酯鏈段和聚醚鏈段結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)式為：

其中：R’?=?H?或/?CH₃的一種，f?=?2或3，x?≥?1，y≥?1;

b)一種或幾種帶兩個或兩個以上羥基、胺基的小分子化合物；

c)一種或幾種二異氰酸酯類化合物；

d)一種或幾種交聯(lián)劑。

?????所述單體a)復(fù)合多元醇中的聚碳酸酯鏈段為聚碳酸亞丙酯結(jié)構(gòu)、聚碳酸亞乙酯一種或一種以上的混合結(jié)構(gòu)；所述聚醚鏈段為聚氧化乙烯、聚氧化丙烯的一種或兩種的混合結(jié)構(gòu)；所述聚碳酸酯鏈段和聚醚鏈段都是由二氧化碳和環(huán)氧化合物聚合過程中一起生成的；所述單體a)復(fù)合多元醇中聚碳酸酯鏈段所占摩爾百分比≥50%；所述單體?a）復(fù)合多元醇的平均分子量為500～10000之間。

????所述單體b）選自小分子二醇，優(yōu)選自C₂~C₃₀直鏈或支鏈脂肪族二元醇，更優(yōu)選自C₂~C₁₀直鏈或者支鏈脂肪族二元醇，例如：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇，1,2-丁二醇、己二醇中的一種或者一種以上。或者單體b）選自小分子二元胺基化合物，如：乙二胺、3,3′-二氯-4,4′二氨基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺。或者單體b）選自含萘結(jié)構(gòu)的二醇，例如?雙萘基乙二醇、萘基乙二醇?。??