本发明专利技术提供了一种乳酸基脂肪族‑芳香族无规共聚物由以下制备方法制得：a)将乳酸和二酸酐进行反应，得到双端羧基乳酸；b)将芳香族二元羧酸类化合物、脂肪族二元羧酸类化合物、二元醇类化合物和步骤a)得到的双端羧基乳酸和多元化合物进行酯化反应和缩聚反应，得到乳酸基脂肪族‑芳香族无规共聚物；所述多元化合物为多元酸类化合物或多元醇类化合物。该乳酸基脂肪族‑芳香族无规共聚物中脂肪族基团和芳香族基团无规分布，且具有长支链的结构，使该共聚物具有较高的熔体强度。另外，该共聚物具有脂肪族‑芳香族聚酯，使其柔韧性较好；且提高了其与聚乳酸或聚酯的相容性，扩展了其应用领域；该共聚物能够完全生物降解，不会造成环境污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物
，尤其涉及一种乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物。
技术介绍
塑料工业的发展为商品带来了廉价、物美的包装，但大量使用不可再生石油资源 生产的塑料制品也给人类带来了严重的资源短缺和环境污染等问题。解决这个问题的最好 途径是研究开发新的可降解材料。目前已被人们开发和利用的可降解材料中，聚乳酸（PLA) 具有优良的生物相容性、生物可降解性，最终降解产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污 染，其受关注程度较高。但PLA中含有大量的酯键，亲水性差，降低了聚乳酸与其它物质的 生物相容性；制备的各种PLA薄膜、片材、纤维经热成型、纺丝等二次加工后得到的产品可 以广泛应用于农业、医疗卫生、日常生活用品等领域，但是在加工过程中，PLA较低的熔体强 度使其在挤出涂覆、吹塑、发泡等成型过程中易引起膜泡不稳定而破裂，使其应用受到较大 的限制。 为了提高聚乳酸的熔体强度，近年来许多科研工作者对聚乳酸的改性进行了大 量研究。专利CN100532420C中，采用超支化聚合物改性聚乳酸，提高了聚乳酸的力学性能 和断裂伸长率，减少了聚乳酸的脆性，但复数粘度大大降低，也表明熔体强度降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物，本发 明提供的乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物具有较高的熔体强度。 本专利技术提供了一种乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物，由以下制备方法制得： a)将乳酸和二酸酐进行反应，得到双端羧基乳酸； b)将芳香族二元羧酸类化合物、脂肪族二元羧酸类化合物、二元醇类化合物、所 述步骤a)得到的双端羧基乳酸和多元化合物进行酯化反应和缩聚反应，得到乳酸基脂肪 族-芳香族无规共聚物； 所述多元化合物为多元酸类化合物或多元醇类化合物。 优选地，所述乳酸和二酸酐反应的温度为20°C~140°C ; 所述乳酸和二酸酐反应的时间为Ih~10h。 优选地，所述二酸酐的碳原子数为4~30。 优选地，所述芳香族二元羧酸类化合物包括苯二甲酸、萘二甲酸、芳香族二酸酐和 芳香族二元羧酸酯中的一种或多种。 优选地，所述脂肪族二元羧酸类化合物包括C2~C30的脂肪族二元羧酸类化合物 中的一种或多种。 优选地，所述二元醇类化合物包括C2~C30的二元醇类化合物中的一种或多种。 优选地，所述多元醇类化合物包括甘油、甘油三聚体、甘油四聚体、甘油五聚体、甘 油六聚体、甘油七聚体、甘油八聚体、甘油十聚体、甘油二十聚体、季戊四醇、双季戊四醇、三 羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、己三醇、丁三醇、癸三醇、戊三醇、环已三醇、庚三醇、壬三醇、辛 三醇、L-苏丁醇、丁四醇和环己六醇中的一种或多种。 优选地，所述多元酸类化合物包括苯三甲酸、均苯三羧酸三乙酯、均苯三羧酸三异 丙酯、丙三羧酸、丙烯三羧酸、丁烷三羧酸、环己烷三羧酸、环己三羧酸甲酯、戊三羧酸、乙烷 三羧酸、乙烷三羧酸三乙酯、丙烷三羧酸三甲酯、丙烷三羧酸三乙酯，甲烷三羧酸三乙酯、丁 烷四羧酸、均苯四甲酸、联苯四羧酸、环丁四羧酸和环己烷六羧酸中的一种或多种。 优选地，所述步骤b)中酯化反应的温度为150°C~230°C ; 所述步骤b)中酯化反应的时间为Ih~10h。 所述步骤b)中缩聚反应的温度为210°C~290°C ; 所述步骤b)中缩聚反应的时间为0. 5h~24h ; 所述步骤b)中缩聚反应的压力为IOPa~2000Pa。 本专利技术还提供了一种乳酸基脂肪族_芳香族无规共聚物，具有式I或式II所示结 构： 其中，nl = 10 ~300，ml = 10 ~300，rl = 5 ~200，sl = 1 ~20，tl = 1 ~20， pl = 1 ~20， 所述 n2 = 10 ~300, m2 = 10 ~300, r2 = 5 ~200, s2 = 1 ~20， 所述M1和M2独立地选自脂肪族二元醇类化合物去除羟基后剩余的基团， 所述A1和A2独立地选自亚烃基， 所述D1和D2独立地选自芳香基， 所述F1和F2独立地选自亚烃基， 所述R1为多元醇类化合物去除羟基后剩余的基团， 所述R2为多元酸类化合物去除羧基后剩余的基团， 所述E1具有式101所示结构： 式101中，所述yl为分支的数目，yl = 1~20 ; 所述E2具有式201所示结构： 式201中，所述y2为分支的数目，y2= 1~20。 本专利技术提供了一种乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物，由以下制备方法制得：a) 将乳酸和二酸酐进行反应，得到双端羧基乳酸；b)将芳香族二元羧酸类化合物、脂肪族二 元羧酸类化合物、二元醇类化合物、所述步骤a)得到的双端羧基乳酸和多元化合物进行酯 化反应和缩聚反应，得到乳酸基脂肪族_芳香族无规共聚物；所述多元化合物为多元酸类 化合物或多元醇类化合物。本专利技术提供的乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物中脂肪族基团 和芳香族基团在共聚物中无规分布，且具有长支链的结构，使得乳酸基脂肪族-芳香族无 规共聚物具有较高的熔体强度。另外，本专利技术提供的乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物还 具有较好的断裂伸长率；其具有脂肪族_芳香族聚酯和聚乳酸链段，提高了其与聚乳酸或 聚酯的相容性，扩展了其应用领域；乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物能够完全生物降解， 不会造成环境污染。实验结果表明：本专利技术提供的乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物在频 率为0. lrad/s时，复数粘度为2520~25600Pa. S ;频率为100rad/s时，复数粘度为1040~ 2160Pa. S ;断裂伸长率为225%~435%。 本专利技术提供的制备方法工艺简单，可以采用分步法，也可以采用一锅聚合方法，实 验灵活，合成步骤较少，能耗较低，高效，成本低，有利于实现产业化。【附图说明】 图1为本专利技术实施例1得到的聚对苯二甲酸己二酸乳酸丁二酸丁二醇酯无规共聚 物的核磁共振氢谱图； 图2为聚乳酸和本专利技术实施例1得到的聚对苯二甲酸己二酸乳酸丁二酸丁二醇酯 无规共聚物的复数粘度随频率变化曲线图； 图3为聚乳酸和本专利技术实施例1得到的聚对苯二甲酸己二酸乳酸丁二酸丁二醇酯 无规共聚物的应力-应变曲线图。【具体实施方式】 本专利技术提供了一种乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物，由以下制备方法制得： a)将乳酸和二酸酐进行反应，得到双端羧基乳酸； b)将芳香族二元羧酸类化合物、脂肪族二元羧酸类化合物、二元醇类化合物、所 述步骤a)得到的双端羧基乳酸和多元化合物进行酯化反应和缩聚反应，得到乳酸基脂肪 族-芳香族无规共聚物； 所述多元化合物为多元酸类化合物或多元醇类化合物。 本专利技术提供的乳酸基脂肪族_芳香族无规共聚物中脂肪族基团和芳香族基团在 共聚物中无规分布，且具有长支链的结构，使得乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物具有较 高的熔体强度。另外，本专利技术提供的乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物具有脂肪族-芳香 族聚酯链段，使其具有较好的柔韧性，且提高了其与聚乳酸或聚酯的相容性，扩展了其应用 领域；乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物能够完全生物降解，不会造成环境污染。实验结 果表明：本专利技术提供的乳酸基脂肪族-芳香族无规共聚物在频率为0. lrad/s时，复数粘度 为2520~25600Pa. S ;频率为100rad/s时，复数粘度为1040~2160Pa. S ;断裂伸长本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种乳酸基脂肪族‑芳香族无规共聚物，由以下制备方法制得：a)将乳酸和二酸酐进行反应，得到双端羧基乳酸；b)将芳香族二元羧酸类化合物、脂肪族二元羧酸类化合物、二元醇类化合物、所述步骤a)得到的双端羧基乳酸和多元化合物进行酯化反应和缩聚反应，得到乳酸基脂肪族‑芳香族无规共聚物；所述多元化合物为多元酸类化合物或多元醇类化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宝，陈学思，边新超，李杲，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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