[發明專利]一種高韌性的生物基抗菌聚酯的制備方法

有效

• 申請號: 202010430360.0
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111621006B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 胡宇苗;徐錦龍;王松林;張婉迎;徐偉成
• 申請（專利權）人: 浙江恒逸石化研究院有限公司
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;C08G63/672;C08G63/91;C08G63/78
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明涉及生物基聚酯技術領域，公開了一種高韌性的生物基抗菌聚酯的制備方法，包括以下步驟：（1）將2,5?呋喃二甲酸、二元醇、催化劑和熱穩定劑混合，進行酯化反應；（2）將鹽酸胍、二元胺、催化劑和熱穩定劑混合，進行縮聚反應；（3）將步驟（1）獲得的酯化反應產物和步驟（2）獲得的縮聚反應產物混合，進行酯交換反應；（4）將步驟（3）獲得的酯交換反應產物抽真空，進行一階段縮聚反應；待無白色液體抽出時，進行二階段縮聚反應，即獲得高韌性的生物基抗菌聚酯。本發明的制備方法能賦予生物基抗菌聚酯材料較好的抗菌性，并有效提高其韌性。

技術領域

本發明涉及生物基聚酯技術領域，尤其涉及一種高韌性的生物基抗菌聚酯的制備方法。

背景技術

生物基材料是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質為原料制造的新型材料和化學品等，包括生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等基礎生物基化學品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產品、生物基橡膠以及生物質熱塑性加工得到塑料材料等。目前廣泛使用的生物基材料主要集中在聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸(PHA)、聚羥基乙酸(PGA)、聚丁二醇丁二酸酯(PBS)等。

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)由來源豐富的淀粉或纖維素通過水解、氧化得到，結構中含有剛性呋喃環，是美國能源部選定的12種最具有發展潛力的生物基平臺化合物中唯一一種含剛性芳香環的化合物。由于結構極其相似，FDCA是重要的石油基含芳香環單體對苯二甲酸 (PTA)的理想替代品，FDCA替代對苯二甲酸與二元醇縮聚可以得到生物基芳香聚酯聚呋喃二甲酸二元醇酯。由于呋喃環結構的芳香性和電子共軛效應，合成的聚呋喃二甲酸二元醇酯在阻隔性、耐熱性等方面比傳統的聚對苯二甲酸二元醇酯材料更加優異。作為一種性能優異的生物基材料，其在纖維、薄膜，以及生物醫用材料上存在巨大的應用前景。

公開號為CN106243331A的中國專利文獻公開了一種聚呋喃二甲酸乙二醇酯的制備方法，包括以下步驟：(1)酯化或酯交換反應：在反應器中加入呋喃二甲酸或呋喃二甲酸二酯、乙二醇和含氮催化劑，在160～210℃下反應2～5小時，得到酯化或酯交換產物；(2)縮聚反應：酯化或酯交換產物在壓力≤150Pa，溫度為220～250℃的條件下反應1～8小時，制得特性粘數≥0.6dL/g、吸光度0.1的聚呋喃二甲酸乙二醇酯。通過該方法制得的聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)具有無色或淺色、副反物少、結構規整性好的特點，但仍存在包括PEF在內的聚呋喃二甲酸二元醇酯材料的通病：(1)結構中的間位呋喃環限制了聚合物分子鏈的運動，分子間位阻較大，結晶速率較慢，導致這種材料脆性較大；(2)聚呋喃二甲酸二元醇酯本身不具備抗菌性，目前關于對聚呋喃二甲酸二元醇酯進行抗菌改性的報道也很少，用常規方法進行抗菌改性后很容易導致其韌性降低，這限制了其在醫用材料等領域的應用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高韌性的生物基抗菌聚酯的制備方法。這種制備方法能賦予生物基抗菌聚酯材料較好的抗菌性，并有效提高其韌性。

本發明的具體技術方案為：

一種高韌性的生物基抗菌聚酯的制備方法，包括以下步驟：

(1)將2,5-呋喃二甲酸、二元醇、催化劑和熱穩定劑混合，進行酯化反應；

(2)將鹽酸胍、二元胺、催化劑和熱穩定劑混合，進行縮聚反應；

(3)將步驟(1)獲得的酯化反應產物和步驟(2)獲得的縮聚反應產物混合，進行酯交換反應；

(4)將步驟(3)獲得的酯交換反應產物抽真空，進行一階段縮聚反應；待無白色液體抽出時，進行二階段縮聚反應，即獲得高韌性的生物基抗菌聚酯。

本發明將胍基引入聚呋喃二甲酸二元醇酯中，胍基能被質子化而帶正電，通過靜電引力和氫鍵與細菌、真菌的細胞膜結合，最終導致細胞膜破裂而殺死細菌和真菌，因而能賦予聚呋喃二甲酸二元醇酯材料抗菌性。