[發明專利]一種制備熱塑性生物降解塑料的方法

有效

• 申請號: 201711131948.0
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107778462B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李雅娟;龍彥博;樊武元;侯愛民;任宏韜;魏劍
• 申請（專利權）人: 金暉兆隆高新科技股份有限公司
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08G63/85
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 王奕勛

本發明公開了一種制備熱塑性生物降解塑料的方法，包括以下步驟：(1)在惰性氣氛中，將二羧酸或其酯和1,4?丁二醇接觸以進行酯化反應，以得到反應混合物，其中，所述二羧酸為對二苯甲酸、己二酸和1,4?丁二酸；(2)向步驟(1)的反應混合物中加入催化劑和穩定劑，使該混合物進行聚合反應，以得到聚(己二酸丁二醇?共?對苯二甲酸丁二醇?共?丁二酸丁二醇)酯。通過本發明的方法得到的熱塑性生物降解塑料(PBSAT)具有優異的力學性能和抗熱降解性能。

技術領域

本發明屬于生物降解塑料領域，具體地，涉及一種制備熱塑性生物降解塑料的方法，更具體地，涉及一種制備熱塑性生物降解塑料的方法，所述熱塑性生物降解材料具有優異的力學性能和抗熱降解性能。

背景技術

生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細菌、霉菌(真菌)和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優良的使用性能、廢棄后可被環境微生物完全分解、最終被無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。生物降解塑料由于具有良好的降解性，主要用作食物軟硬包裝材料，這也是現階段其最大的應用領域。

從1941年，英國的J.R.溫菲爾德和J.T.迪克森以對苯二甲酸和乙二醇為原料在實驗室內首先研制成功聚酯纖維以來，聚酯纖維行業的發展突飛猛進。聚酯纖維在提高人們物質生活水平的同時,其產生的廢棄物也帶來了較嚴重的環保問題。隨著人們環境意識的提高，生物可降解高分子材料合成纖維越來越引起人們的重視。生物降解高分子材料，又稱為“綠色生態高分子”，是在有氧及無氧條件下，聚合物在微生物及動植物體的作用下，其物理、化學性能發生下降及形成CO₂、H₂O、CH₄及其它一些小分子量化合物的聚合物。

近年來，生物可降解塑料合成的研究越來越多，例如聚己內酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羥基烷酸酯(PHA)、聚乙烯醇(PVA)和聚對苯二甲酸己二酸酯(PBAT)等。此外，聚(己二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇-共-丁二酸丁二醇)酯，英文簡稱PBSAT，是由對苯二甲酸、己二酸、丁二酸和丁二醇經縮聚而得生物降解聚酯纖維。相比于其它生物降解合成纖維，其主鏈柔順，含有易水解的酯鍵，很容易在微生物作用下通過酶的催化而降解。PBSAT的熔點約為114℃，熱變形溫度約100℃，比一般可生物降解材料的耐熱性好，同時其具有不錯的力學性能，可達到工程塑料ABS和通用塑料聚丙烯的水平，具有廣泛的市場應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備熱塑性生物降解塑料的方法，其能夠得到在各方面具有更加優異性能的熱塑性生物降解塑料。

為了實現上述目的，在一方面，本發明提供了一種制備熱塑性生物降解塑料的方法，包括：

(1)在惰性氣氛中，將二羧酸或其酯和1,4-丁二醇接觸以進行酯化反應，以得到反應混合物，其中，所述二羧酸為對二苯甲酸、己二酸和1,4-丁二酸；

(2)向步驟(1)的反應混合物中加入催化劑和穩定劑，使該混合物進行聚合反應，以得到聚(己二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇-共-丁二酸丁二醇)酯。

在一個優選的實施方式中，所述二羧酸酯包括二羧酸二甲酯和/或二羧酸二乙酯。

在一個優選的實施方式中，基于所述二羧酸的總重量為100重量％，所述對二苯甲酸、己二酸和1,4-丁二酸的含量分別為5-20重量％、5-20重量％和60-90重量％，且三者的含量之和為100重量％。

在一個優選的實施方式中，所述二羧酸或其酯和1,4-丁二醇的摩爾比為1：1-1.8。

在一個優選的實施方式中，所述催化劑和二羧酸或其酯的摩爾比為10ppm-10000ppm，優選地，所述催化劑包括但不限于鈦酸四甲醇酯、鈦酸四乙醇酯、鈦酸四丙醇酯、鈦酸四丁醇酯和鈦酸四異丙酯中的至少一種，更優選地，所述催化劑包括但不限于鈦酸四丁醇酯。