低结晶度PBS及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低结晶度PBS及其制备方法，属于高分子材料加工技术领域。本发明专利技术的低结晶度PBS采用如下方法制备得到：以丁二酸和1,4

【技术实现步骤摘要】
低结晶度PBS及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种低结晶度PBS及其制备方法，属于高分子材料加工


技术介绍

[0002]随着社会的发展，环境问题备受人们的广泛关注，近年来，塑料带来的“白色污染”已 经严重的影响了我们的生活。因此，人们对环境友好型的材料的关注越来越密切，同时也国 家通过出台“禁塑令”来干预塑料的使用问题。生物降解塑料作为21世纪的新型材料，由于 其具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解，对环境十分友好，不会带来污染 问题，目前已成为广泛的研究热点。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，作为脂肪族的聚酯，具有 完全生物降解性，其广泛应用于生产包装、薄膜、生物医用高分子材料等领域。
[0003]纯的PBS的合成方法包括生物发酵法和化学合成法两种方法,其中化学合成法主要包 括：a.以丁二酸和丁二醇直接缩聚得到PBS的直接酯化法；b.以二元酸二甲酯与等量的二元 醇，在催化剂存在下，高温、高真空脱甲醇进行酯交换反应得到聚酯的酯交换反应法；c.扩 链反应，利用扩链剂的活性基团与聚酯的端羟基反应，提高聚酯相对分子质量。常用的扩链 剂主要有酸酐及二异氰酸酯等。
[0004]纯的PBS由于其分子链段的规整性且没有支链，使得其结晶度较大，所以PBS的脆性较 大，透明性差。
[0005]为此，为此人们对PBS进行了较多的改近，主要包括：PBS基脂肪族聚酯、PBS基共聚 塑料、PBS基共混塑料。PBS基脂肪族聚酯包括加入己二酸、乙二醇等共聚组分。PBS基共 聚塑料包括PBS中引入适量的芳环共聚组分，既可提高其熔点又能保留生物降解性。随着引 入芳环量的增加，聚合物的结晶度下降，降解性先上升，后下降出现了极大值。PBS基共混 塑料将PBS与普通塑料共混可提高PBS的机械性能、降低成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种新的低结晶度PBS。
[0007]为达到本专利技术的第一个目的，本专利技术的低结晶度PBS采用如下方法制备得到：
[0008]以丁二酸和1,4
‑
丁二醇缩聚得到PBS，在所述缩聚的阶段还添加了端羟基聚丁二烯。
[0009]在一种具体实施方式中，所述1,4
‑
丁二醇与丁二酸的醇酸摩尔比为1.1～1.5：1，所述端 羟基聚丁二烯的质量占醇总质量的5％。
[0010]所述醇酸摩尔比是指羟基与羧基的摩尔比。
[0011]所述端羟基聚丁二烯的质量占醇总质量的5％中的醇总质量是指1,4
‑
丁二醇的总质量。
[0012]在一种具体实施方式中，所述端羟基聚丁二烯为HTPB1000、HTPB2500、HTPB3000中 的至少一种。
[0013]在一种具体实施方式中，所述方法包括：
的至少一种。
[0035]在一种具体实施方式中，所述方法包括：
[0036]a.酯化：将丁二酸、1，4
‑
丁二醇、催化剂混合，在氮气或惰性气体氛围下升温至120～ 130℃，待反应体系变透明后加热到150～160℃反应1.5～2h；
[0037]b.缩聚：在a步骤反应结束后的溶液中加入端羟基聚丁二烯，在温度为220～240℃左右， 压力约为200～50Pa的条件下反应3～3.5h后得到低结晶度PBS；
[0038]优选还包括先将a步骤反应产生的水和四氢呋喃副产物排出反应体系后再进行b步骤。
[0039]在一种具体实施方式中，所述催化剂为SnCl2·
2H2O和对甲苯磺酸一水合物复合催化剂。
[0040]在一种具体实施方式中，所述SnCl2·
2H2O的用量为丁二酸摩尔量的1
‰
；所述对甲苯 磺酸一水合物的用量优选为丁二酸摩尔量的1～1.5
‰
。
[0041]在一种具体实施方式中，所述低结晶度PBS的结晶度为30以下，优选为26～29。
[0042]本专利技术的第二个目的是提供一种上述的低结晶度PBS的制备方法。
[0043]为达到本专利技术的第二个目的，所述的低结晶度PBS的制备方法包括：a.酯化：将丁二酸、 1，4
‑
丁二醇、催化剂混合，在氮气或惰性气体氛围下升温至120～130℃，待反应体系变透明 后加热到150～160℃反应1.5～2h；
[0044]b.缩聚：在a步骤反应结束后的溶液中加入端羟基聚丁二烯，在温度为220～240℃，压 力为200～50Pa的条件下反应3～3.5h后得到低结晶度PBS；
[0045]优选还包括先将a步骤反应产生的水和四氢呋喃副产物排出反应体系后再进行b步骤。
[0046]在一种具体实施方式中，所述催化剂为SnCl2·
2H2O和对甲苯磺酸一水合物复合催化剂。
[0047]在一种具体实施方式中，所述SnCl2·
2H2O的用量为丁二酸摩尔量的1
‰
；所述对甲苯 磺酸一水合物的用量优选为丁二酸摩尔量的1～1.5
‰
。
[0048]下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所 述的实施例范围之中。
[0049]实施例1
[0050]在氮气氛围下，向装有搅拌器、温度计、分水器和球形冷凝管的反应系统中投入丁二酸、1,4
‑
丁二醇和催化剂，其中丁二酸的用量为2mol，1,4
‑
丁二醇与丁二酸摩尔比为1.3：1，即丁 二酸为236.18g，1,4
‑
丁二醇为234.32g，催化剂用量为SnCl2·
2H2O为丁二酸的1
‰
mol和对 甲苯磺酸一水合物为丁二酸的1.5
‰
mol，常压下搅拌反应，温度先升至120℃，反应物溶化 至体系变透明，随后加热到150℃，开始酯化反应，反应过程中生成的水和副产物四氢呋喃 排出体系，酯化反应2h，酯化反应结束；
[0051]接着加入端羟基聚丁二烯1000，在以1,4
‑
丁二醇与丁二酸摩尔比为1.3：1的基础上，端 羟基聚丁二烯1000(端羟基聚丁二烯1000即HTPB1000)的质量占醇总质量的5％，即11.72g。 在温度为230℃，压力100Pa的条件下进行缩聚反应，反应3h后，得到产物PBS/HTPB
‑
1。
[0052]实施例2
[0053]在氮气氛围下，向装有搅拌器、温度计、分水器和球形冷凝管的反应系统中投入丁二酸、 1,4
‑
丁二醇和催化剂，其中丁二酸的用量为2mol，1,4
‑
丁二醇与丁二酸摩尔比为1.3：1，即丁 二酸为236.18g，1,4
‑
丁二醇为234.32g，催化剂用量为SnCl2·
2H2O为丁二酸的1
‰
mol和对 甲苯磺酸一水合物为丁二酸的1.5
‰
mol，常压下搅拌反应，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低结晶度PBS，其特征在于，所述低结晶度PBS采用如下方法制备得到：以丁二酸和1,4
‑
丁二醇缩聚得到PBS，在所述缩聚的阶段还添加了端羟基聚丁二烯。2.根据权利要求1所述的低结晶度PBS，其特征在于，所述1,4
‑
丁二醇与丁二酸的醇酸摩尔比为1.1～1.5：1，所述端羟基聚丁二烯的质量占醇总质量的5％。3.根据权利要求1或2所述的低结晶度PBS，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯为HTPB1000、HTPB2500、HTPB3000中的至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的低结晶度PBS，其特征在于，所述方法包括：a.酯化：将丁二酸、1，4
‑
丁二醇、催化剂混合，在氮气或惰性气体氛围下升温至120～130℃，待反应体系变透明后加热到150～160℃反应1.5～2h；b.缩聚：在a步骤反应结束后的溶液中加入端羟基聚丁二烯，在温度为220～240℃，压力为200～50Pa的条件下反应3～3.5h后得到低结晶度PBS；优选还包括先将a步骤反应产生的水和四氢呋喃副产物排出反应体系后再进行b步骤。5.根据权利要求4所述的低结晶度PBS，其特征在于，所述催化剂为SnCl2·
2H2O和对甲苯磺酸一水合物复合催化剂。6.根据权利要求5所述的低结晶度PBS，其特征在于，所述SnCl...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟家春，侯洪波，李贤勇，蒲泽军，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：