[發明專利]亞磷酸酯作為抗水解增強劑制備的無需特殊防護的長壽命聚乙交酯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010156512.2
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111253724B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 張鑫;陳書亮;李錦春;何明陽
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08G63/08;C08G63/85;C08K3/22;C08K5/527;C08K3/36;C08K5/524;C08K5/526;C08K13/02
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

本發明屬于新型聚酯材料技術領域，具體涉及一種亞磷酸酯作為抗水解增強劑制備的無需特殊防護的長壽命聚乙交酯材料及制備方法。將乙交酯、催化劑、無機氧化物和亞磷酸酯類穩定劑經過充分干燥后，在混煉機中按比例均勻混合。將預混好的原料通過雙螺桿擠出機反應性擠出，牽條、切粒、脫除殘余單體后制成無需特殊防護的長壽命聚乙交酯材料。所制備的聚乙交酯材料具有分子量高、使用壽命長、成本低廉、工藝簡單等特點。這種材料僅需比照一般聚酯進行儲藏和使用，克服了傳統聚乙交酯材料需要經真空、低溫等特殊防護處理才能較久保存和使用的缺點。這種無需特殊防護的長壽命聚乙交酯材料的發明，將有利于聚乙交酯材料替代傳統塑料進行推廣和使用。

技術領域

本發明屬于新型聚酯材料技術領域，具體涉及一種亞磷酸酯作為抗水解增強劑制備的無需特殊防護的長壽命聚乙交酯材料及其制備方法，該種材料可作為降解包裝材料和農業生產地膜材料等。這種聚乙交酯材料的發明有利于聚乙交酯替代通用塑料在生產生活中進行應用。

背景技術

現今社會，聚合物材料在人類生活中隨處可見，大到飛機火車，小到包裝和零部件。但聚合物材料的大規模使用也對環境產生不小的影響，例如應用較為廣泛的包裝材料使用后遭廢棄，廢棄后帶來的環境污染等問題亟待解決。有科研團隊通過在傳統包裝中加入淀粉和可降解的聚合物，共混制備出一種能工業化生產的降解包裝材料。這種材料雖然在使用過后可以部分降解，但是降解產物中仍然含有不可降解的塑料微珠和顆粒，這些微珠和顆粒現已證明會進入生物循環系統，對生物和自然環境產生累加式的危害，并最終影響和制約人類社會的發展。實現外包裝塑料的完全降解是材料研究領域的關鍵問題之一，要實現塑料包裝的完全可降解，就需要在材料包裝中完全使用可完全降解聚合物材料。現階段已知的可降解聚合物材料主要有，聚乳酸、殼聚糖、聚己內酯、聚乙交酯等。這些完全可生物降解的材料中，能大規模應用生產的是聚乳酸和聚乙交酯。其中聚乳酸這種材料與淀粉等共混后，已經工業化應用于一次性餐具等領域。但聚乙交酯的原料成本更為低廉，生物相容性、機械性能等較好，最終降解產物為對環境無危害的水和二氧化碳，故可將聚乙交酯作為理想的包裝原材料替代品。

據研究調查，聚乙交酯的工藝改性、長壽命化改性和共混改性等一直都是聚乙交酯研究的重點領域。在現有的專利中，對聚乙交酯的改性多為改進聚乙交酯的合成工藝和醫用相容性。因為聚乙交酯在濕潤的體溫環境中易發生降解，且降解產物不會對人體產生危害，是非常理想的醫用生物材料。公開號:CN10644605A的專利，公開顯示了一種包裹植物提取物的聚乙丙交酯納米顆粒的制備方法；該方法制備聚乙丙交酯的過程中工藝較為繁雜，材料的基體以聚乳酸為主，不能算是完全意義上的聚乙交酯材料。公開號:CN106362219A的專利公開了一種可用于醫用導管的聚乙交酯材料，制備而成可用于醫用導管的聚乙交酯材料，其性能穩定、具有較高的生物安全性，可在體內自行降解。該制品中聚乙交酯也不是主要的基體材料，含量只有20-45份，且應用領域僅限于醫藥生物等，使用場景較為單一。公開號:CN104497280A的發明專利，公開了一種將催化劑、有機溶劑和乙交酯混合，在無水無氧和惰性氣體保護下進行開環聚合反應的方法。這種溶液聚合方法，通過控制聚合反應條件，調控聚乙交酯的分子量。但該方法得到的聚乙交酯分子量分布窄，理化性能較差。公開號:CN106189147A的專利，公開高親和性醫用抗菌聚乙交酯材料的制備，該方法制備而成的高親和性醫用抗菌聚乙交酯材料，其生物相容性好、抗菌性能優良，具有較好的柔韌性和機械強度，能夠滿足醫用行業的需要。但該種材料的機械性能沒有進行表征，在使用前需要鋁塑封包裝的保護，在常溫的濕潤環境中極易容易發生降解。

阻礙聚乙交酯在其他領域應用的原因，其一是聚乙交酯的傳統合成方法較為復雜，合成得到的聚乙交酯分子量較低且分布較寬。低分子量的聚乙交酯機械性能較差，在使用過程中不能滿足通用材料的需求。其二是聚乙交酯在濕潤環境中極易發生降解，并迅速降低聚乙交酯的力學性能，所以剛合成的PGA需要使用真空封裝的方法在低溫環境中進行貯存。解決上述兩個問題就能拓寬PGA的應用領域，使機械性能優異的PGA材料在無需外界防護下儲存和使用。

發明內容