[發明專利]合成生物降解脂肪族芳香族共聚酯的方法

有效

• 申請號: 201811251277.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111100272B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 周炳;王洪學;賈欽;王子君
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C08G63/20
• 分類號: C08G63/20;C08G63/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種合成生物降解脂肪族芳香族共聚酯的方法，主要解決現有技術中生物降解脂肪族芳香族共聚酯結晶溫度低，結晶速度慢的技術問題。通過采用一種合成生物降解脂肪族芳香族共聚酯的方法，在催化劑存在下，將包含芳香族二酸、脂肪族二酸、脂肪族二醇和任選的助劑的反應物料，經過縮聚、擠出、冷卻、造粒后，得到所述的生物降解脂肪族芳香族共聚酯；其中，所述反應物料中還包括低脂肪族二酸含量同類共聚酯齊聚物的技術方案，較好地解決了該問題，可應用在高結晶性生物降解脂肪族芳香族共聚酯材料生產中。

技術領域

本發明公布了一種合成生物降解脂肪族芳香族共聚酯的方法。

技術背景

脂肪族芳香族共聚酯是一類快速發展的高分子材料，其通常由脂肪族二酸、芳香族二酸與脂肪族二醇無規共聚得到，并能結合脂肪族聚酯與芳香族聚酯的優勢性能，得到強度與韌性俱佳的實用材料。芳香族聚酯鏈段在提供性能支持以外主要起到稀釋成本的作用；而脂肪族聚酯鏈段在提供性能支持的基礎上，通常還具有生物降解性。當脂肪族鏈段含量達到一定程度之后，脂肪族芳香族共聚酯整體將具有生物降解性能，有文獻報導當脂肪族二酸占總二酸的摩爾分數降至38％之后，材料整體基本喪失生物降解性能[N.Honda,I.Taniguchi,M.Miyamoto,Y.Kimura,Macromolecular Bioscience,2003,3,189-197.]。另一方面，成本是制約生物降解高分子材料大規模應用的重要因素之一，因此為了降低生物降解脂肪族芳香族共聚酯材料的成本，在保證生物降解性能的基礎上，低價格的芳香族二酸用量應盡可能大。綜合以上兩方面的因素，通產工業化的生物降解共聚酯產品中脂肪族二酸占總二酸摩爾分數大多在45％至60％之間。

脂肪族聚酯與芳香族聚酯本身均具有較高的結晶溫度(通常結晶峰溫度高于100℃)和較快的結晶速率。但是當脂肪族芳香族鏈段無規共聚后，材料的結晶性能顯著降低，尤其在生物降解脂肪族芳香族共聚酯材料中，其脂肪族聚酯鏈段占總鏈段的摩爾分數在50％左右時，材料的結晶峰溫度將降至50℃以下，嚴重影響了其后續加工應用。

目前，提升高分子材料結晶性能最常用的方法是添加無機結晶成核劑[朱朋飛，聚丁二酸共對苯二甲酸丁二醇酯(PBST)的成核劑和共聚改性研究，東華大學碩士學位論文，2013]，這確實能在一定程度上提升材料的結晶性能，但是無機成核劑的加入可能影響材料聚合制備過程以及增加成本，并且由于晶格匹配等問題，無機成核劑的成核效果參差不齊。理論而言，聚合物自身的晶核由于晶格參數完全匹配，是其最佳的成核劑。有文獻報道，當PBST中S(丁二酸)占總二酸含量的70％以下時，PBST結晶時顯示為PBT晶型，而當S(丁二酸)占總二酸含量的70％以上時，PBST結晶時顯示為PBS晶型，S(丁二酸)占總二酸含量等于70％時，PBS與PBT晶型兼而有之；并且隨著丁二酸含量的增加PBST的結晶性能呈現先減弱后增強的趨勢，其中的轉折點為50～60mol％。[Guo Bao-Hua,Ding Hui-Ge,Xu Xiao-Lin,Xu Jun,Sun Yuan-Bi,Chemical Journal of Chinese University,2003,24(12),2312-2316.]。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的生物降解脂肪族芳香族共聚酯結晶溫度低，結晶速度慢的問題，提供一種在合成階段與脂肪族二酸、芳香族二酸、脂肪族二醇、催化劑和其他助劑一同加入低脂肪族二酸含量同類共聚酯齊聚物的方法，有效提升了生物降解脂肪族芳香族共聚酯的結晶能力，改善了加工性、拓展應用領域。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案為：一種合成生物降解脂肪族芳香族共聚酯的方法，在催化劑存在下，將包含芳香族二酸、脂肪族二酸、脂肪族二醇和任選的助劑的反應物料，經過縮聚、擠出，得到所述的生物降解脂肪族芳香族共聚酯；其中，所述反應物料中還包括低脂肪族二酸含量同類共聚酯齊聚物。

上述技術方案中，按質量份數計，所述反應原料中各組分的量優選為：

(1)芳香族二酸：100份；