一种透明可降解共聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种透明可降解共聚酯的制备方法，包括以下步骤：将对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二醇、交联剂和催化剂于200‑220℃、60‑80KPa真空条件下反应4‑6h，得物质A；将己二酸、丁二醇、交联剂和催化剂于160‑180℃、60‑80KPa真空条件下反应4‑6h，得物质B；将上述物质A和物质B于230‑245℃，小于100Pa真空条件下反应4‑5h，制得。该共聚酯可有效解决现有的共聚酯存在透明性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种透明可降解共聚酯及其制备方法
本专利技术涉及共聚酯
，具体涉及一种透明可降解共聚酯及其制备方法。
技术介绍
随着大量高分子材料的广泛应用和开发，这些材料虽然方便了人类的物质生活，但是使用后的废弃物(如各种包装材料，薄膜等)在自然环境里不能完成自然分解，导致了严重“白色污染”的出现。生物可降解聚酯材料是解决“白色污染”的有效途径。目前，已商业化的应用最广泛的生物可降解共聚酯为PBAT(聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯)，是由对苯二甲酸、己二酸和丁二醇通过熔融聚合得到的共聚酯。但是，由于PBAT是能够结晶的共聚酯，由于结晶导致其制品为半透明或不透明状，在需要透明的应用场所，如透明塑料袋，透明包装袋和包装盒等领域不能满足使用要求，制备透明生物可降解共聚酯，对于扩大生物可降解共聚酯材料的应用，具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种透明可降解共聚酯及其制备方法，该共聚酯可有效解决现有的共聚酯存在透明性差的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种透明可降解共聚酯的制备方法，包括以下步骤：(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二醇、交联剂和催化剂于200-220℃、60-80KPa真空条件下反应4-6h，得物质A；(2)将己二酸、丁二醇、交联剂和催化剂于160-180℃、60-80KPa真空条件下反应4-6h，得物质B；(3)将上述物质A和物质B于230-245℃，小于100Pa真空条件下反应4-5h，制得。上述方案中，本专利技术中采用间苯二甲酸和交联剂作为改性单体，与对苯二甲酸、己二酸和丁二醇共同作为聚合原料，通过酯化、聚合反应制得透明的生物可降解共聚酯；其中，由于间苯二甲酸分子结构不对称，可以降低共聚酯的分子对称性，从而降低共聚酯的结晶能力，使得共聚酯具有透明的特性，同时，本专利技术中使用的交联剂为多元酸(酐)，能够参与化学反应，使得得到的共聚酯大分子链中具有交联点，形成网络结构，限制分子自由运动的能力，进而导致结晶度进一步降低，增加共聚酯的透明度。此外，加入交联剂后，共聚酯的大分子之间形成网络结构，导致共聚酯在受外力拉伸时，承受外力的分子数量更多，从而能够显著提高材料的断裂强度，提高材料的热稳定性。进一步地，己二酸和对苯二甲酸的摩尔比为4-5:5-6。进一步地，间苯二甲酸占对苯二甲酸和己二酸总摩尔量的3-20％。进一步地，步骤(1)中丁二醇占对苯二甲酸和间苯二甲酸总摩尔量的150-200％；步骤(2)中丁二醇占己二酸摩尔量的150-200％。进一步地，步骤(1)中交联剂的使用量为对苯二甲酸和间苯二甲酸总摩尔量的1-10％；步骤(2)中交联剂的使用量为己二酸摩尔量的1-10％。进一步地，交联剂包括均苯四酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸和偏苯三甲酸中的一种或多种。进一步地，催化剂为改性钛酸四丁酯，其在步骤(1)中的使用量为物质A质量的0.01-0.1％，其在步骤(2)中的使用量为物质B质量的0.01-0.1％。本专利技术所产生的有益效果为：1、本专利技术中采用间苯二甲酸和交联剂作为改性单体，与对苯二甲酸、己二酸和丁二醇共同作为聚合原料，由于间苯二甲酸分子结构存在不对称性，可降低共聚酯的分子对称性，从而降低共聚酯的结晶能力，提高其透明度。加入交联剂，使得大分子链中具有交联点，形成网络结构，限制分子自由运动的能力，进而导致结晶度进一步降低，增加透明度，并能够显著提高材料的断裂强度。2、本专利技术中分别制得酯化物A和酯化物B，然后再将两者进行熔融聚合，得到透明的可降解共聚酯，采用本专利技术中的方法，无需设置增粘聚合装置，就可以制得高分子量的共聚酯(MI＝3)，可减少设备的投入，减少生产工序。3、本专利技术中反应温度更低，反应时间更短，反应过程中产生的副产物四氢呋喃量更少。附图说明图1为本专利技术的工艺示意图；图2为交联剂的作用示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。实施例1一种透明可降解共聚酯，其制备方法为：(1)将对苯二甲酸2mol、间苯二甲酸0.3mol、丁二醇4.5mol、均苯四甲酸0.18mol和改性钛酸四丁酯于210℃、70KPa真空条件下反应5h，得物质A，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质A预计重量的0.05wt％；(2)将己二酸1.7mol、丁二醇3.4mol、均四苯甲酸0.14mol和改性钛酸四丁酯于170℃、70KPa真空条件下反应5h，得物质B，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质B预计重量的0.06wt％；(3)将上述物质A和物质B于240℃，80Pa真空条件下反应5h，制得。实施例2一种透明可降解共聚酯，其制备方法为：(1)将对苯二甲酸2mol、间苯二甲酸0.2mol、丁二醇3.9mol、均苯四甲酸0.1mol和改性钛酸四丁酯于220℃、60KPa真空条件下反应4h，得物质A，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质A预计重量的0.24wt％；(2)将己二酸1.8mol、丁二醇3.4mol、均四苯甲酸0.1mol和改性钛酸四丁酯于180℃、60KPa真空条件下反应4h，得物质B，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质B预计重量的0.25wt％；(3)将上述物质A和物质B于245℃，90Pa真空条件下反应5h，制得。实施例3一种透明可降解共聚酯，其制备方法为：(1)将对苯二甲酸2mol、间苯二甲酸0.06mol、丁二醇2.52mol、均苯四甲酸0.022mol和改性钛酸四丁酯于200℃、80KPa真空条件下反应6h，得物质A，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质A预计重量的0.48wt％；(2)将己二酸2mol、丁二醇3.2mol、均四苯甲酸0.02mol和改性钛酸四丁酯于160℃、80KPa真空条件下反应6h，得物质B，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质B预计重量的0.34wt％；(3)将上述物质A和物质B于230℃，80Pa真空条件下反应5h，制得。对比例1一种透明可降解共聚酯，其制备方法为：(1)将对苯二甲酸2mol、丁二醇4.5mol、均苯四甲酸0.18mol和改性钛酸四丁酯于210℃、70KPa真空条件下反应5h，得物质A，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质A预计重量的0.48wt％；(2)将己二酸1.7mol、丁二醇3.4mol、均四苯甲酸0.14mol和改性钛酸四丁酯于170℃、70KPa真空条件下反应5h，得物质B，其中改性钛酸四丁酯的使用量占物质B预计重量的0.34wt％；(3)将上述物质A和物质B于240℃，80Pa真空条件下反应5h，制得。对比例2一种透明可降解共聚酯，其制备方法为：(1)将对苯二甲酸2mol、间苯二甲酸0.3mol、丁二醇4.5mol和改性钛酸四丁酯于210℃、70KPa真空条件下反应5h，得物质A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明可降解共聚酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二醇、交联剂和催化剂于200-220℃、60-80KPa真空条件下反应4-6h，得物质A；/n(2)将己二酸、丁二醇、交联剂和催化剂于160-180℃、60-80KPa真空条件下反应4-6h，得物质B；/n(3)将上述物质A和物质B于230-245℃，小于100Pa真空条件下反应4-5h，制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明可降解共聚酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二醇、交联剂和催化剂于200-220℃、60-80KPa真空条件下反应4-6h，得物质A；
(2)将己二酸、丁二醇、交联剂和催化剂于160-180℃、60-80KPa真空条件下反应4-6h，得物质B；
(3)将上述物质A和物质B于230-245℃，小于100Pa真空条件下反应4-5h，制得。


2.如权利要求1所述的透明可降解共聚酯的制备方法，其特征在于，己二酸和对苯二甲酸的摩尔比为4-5:5-6。


3.如权利要求1所述的透明可降解共聚酯的制备方法，其特征在于，间苯二甲酸占对苯二甲酸和己二酸总摩尔量的3-20％。


4.如权利要求1所述的透明可降解共聚酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中丁二醇占对苯二甲酸和间苯二甲酸总摩尔量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰建武，林绍建，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51