一种热塑性生物可降解手套材料及其制备方法技术

一种热塑性生物可降解手套材料及其制备方法，属于高分子材料领域。本方法首先将生物降解聚酯A和生物降解聚酯B分别由相应的二元酸单体与二元醇单体经过酯化与熔融缩聚制备，然后按照一定比例进行熔融混合均匀，再加入催化剂C；然后在高真空条件下，进行酯交换反应，当缩聚电机搅拌扭矩或物料粘度上升到最大时，反应结束，得到白色/透明树脂；该白色/透明树脂通过熔融中空吹塑成型方式制备手套。所述的生物降解聚酯A为硬质芳香/脂肪族生物降解聚酯的一种或两种以上组合；所述的生物降解聚酯B为软质芳香/脂肪族生物降解聚酯的一种或两种以上组合；所述的催化剂C为酯交换反应催化剂的一种或两种以上组合。剂的一种或两种以上组合。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性生物可降解手套材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种热塑性生物可降解手套材料及其制备方法，具体涉及一种高分子量、热塑性生物可降解手套材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]一次性防护手套广泛应用于食品加工，化工生产，医疗卫生以及电子器件生产加工等行业。目前市场上大多数的一次性防护手套的材料主要以丁腈橡胶以及乳胶为主。然而丁腈或者乳胶手套加工步骤繁琐，步骤包括：制备胶乳、清洗手模、乳胶浸渍、硫化橡胶、手套萃取、袖口卷边、施粉、氯化或高分子涂层手套、脱卸手套。
[0003]2020年起对于加强废弃塑料的回收逐渐成为社会的共识。公开号CN112143214A和公开号CN111358095A所描述的乳胶手套和丁腈手套，在拉伸强度和断裂伸长率方面表现出较好的性能。但这些材料的一次性防护手套在自然环境下不易降解，若处理不当，可在土壤中存在上百年，造成了严重的“白色污染”，危害着地球及人类的健康。因此制备生物可降解的一次性防护手套成为解决环境污染问题的重要举措。商业化生物降解材料为聚对苯二甲酸
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己二酸
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丁二醇酯(PBAT)，这种材料虽然强度高，但存在回复性较差，原料成本高的缺点。公开号CN112375346A以玉米淀粉为助剂制备的聚酯手套在土壤填埋条件下具有良好的降解性能，但其机械性能较差，耐久性较差。公开号CN109912946A中采用的助剂对土壤中微生物有害且无机填料成本较高，影响其降解性能。
[0004]因此，开发出一种高分子量，生物降解周期短、机械性能优异、成分较低的热塑性生物降解手套材料在治理环境污染，各行业加工生产及人类日常生活方面有着重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及的术语“生物可降解手套材料”是指该手套材料在光照、水分等自然条件下，被土壤中的微生物完全转化为二氧化碳和水。
[0006]针对现在技术存在的问题，本专利技术的优势在于采用一步法制备一种高分子量，生物降解周期短、机械性能优异、成分较低的生物可降解手套材料。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]一种热塑性生物可降解手套材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)生物降解聚酯A和生物降解聚酯B分别由相应的二元酸单体与二元醇单体经过酯化与熔融缩聚制备，然后按照一定比例进行熔融混合均匀，再加入催化剂C；
[0010](2)在高真空条件下，进行酯交换反应，当缩聚电机搅拌扭矩或物料粘度上升到最大时，反应结束，得到白色/透明树脂；
[0011](3)该白色/透明树脂通过熔融中空吹塑成型方式制备手套。
[0012]所述的生物降解聚酯A为硬质芳香/脂肪族生物降解聚酯的一种或两种以上组合；
[0013]所述的生物降解聚酯B为软质芳香/脂肪族生物降解聚酯的一种或两种以上组合；
[0014]所述的催化剂C为酯交换反应催化剂的一种或两种以上组合。
[0015]所述生物降解聚酯A为具有高结晶度的结晶型共聚酯。制备生物降解聚酯A的二元酸单体为芳香族二元酸和C2～C
21
直链型脂肪族二元酸共用，或脂环族二元酸和C2～C
21
直链型脂肪族二元酸共用，优选为对苯二甲酸与C2～C
10
直链脂肪族二元酸共用；二元醇单体为C2～C
12
直链型脂肪族二元醇的一种或两种以上混合，优选为C2～C6直链脂肪族二元醇。
[0016]生物降解聚酯A分子链运动能力较强，结构较为规整且柔性较大，因此共聚酯具有结晶度高的特点，材料显示出高硬度。
[0017]所述生物降解聚酯B为无定型共聚酯，制备生物降解聚酯B的二元酸单体为芳香族二元酸和C2～C
21
直链脂肪族二元酸共用，或脂环族二元酸和C2～C
21
直链脂肪族二元酸共用，优选为对苯二甲酸与C2～C
10
直链脂肪族二元酸；二元醇单体为C2～C
12
支链脂肪族二元醇的一种或两种以上混合，优选为C2～C6支链脂肪族二元醇。
[0018]生物降解聚酯B分子链运动能力受到限制，链结构不规整且柔性小，因此共聚酯为无定型结构，材料显示出低硬度。
[0019]所述酯交换反应催化剂C为lewis酸、锗系化合物、锑系化合物、钛系化合物、锌系化合物、锡系化合物的一种或两种以上混合。
[0020]所述生物降解聚酯A与生物降解共聚酯B质量比为(40～60)：(60～40)；所述催化剂C加入量占总树脂质量百分比为≤0.5％。
[0021]所述生物降解聚酯A和生物降解聚酯B的数均分子量均为1
×
104～3
×
104g/mol，分子量分布为1.5～3。
[0022]所述步骤(2)中酯交换反应的真空度为20～4000pa。
[0023]所述步骤(2)中酯交换反应的温度为50～400pa。
[0024]所述步骤(2)酯交换反应后的白色/透明树脂的拉伸强度5～35Mpa，断裂伸长率910％～1320％。
[0025]所述步骤(2)酯交换反应后的白色/透明树脂在100％循环拉伸回复率70％～95％；在200％循环拉伸回复率60％～95％；在300％循环拉伸回复率60％～95％。
[0026]所述步骤(2)酯交换反应后的白色/透明树脂的数均分子量为3
×
104～6
×
104g/mol，分子量分布为1.5～3；熔融指数3～5g/10min，端羧基为10～20mol/t。
[0027]所述的热塑性生物降解手套材料是由生物降解手套材料通过热塑成型加工制备方法制得的。
[0028]相对于现有的技术，本专利技术有以下创新：
[0029](1)本专利技术所制备的生物可降解聚酯型手套聚合单体均为大宗工业化商品，价格低廉；
[0030](2)本专利技术所制备的生物可降解手套材料的分子量高、机械性能优异，降解周期短；
[0031](3)本专利技术的聚合工艺简单，可工业化生产，且制备的生物可降解手套材料性能优异且稳定。
[0032](4)本专利技术的热塑性生物降解手套材料是由生物降解手套材料通过热塑成型加工制备方法制得的，相比于传统乳胶手套的乳液成型方法，本专利技术生产方式更加简便优越。
具体实施方式
[0033]下面结合实施例进一步描述本专利技术，本专利技术的范围不受这些实施例的限制。本专利技术的范围在权利要求书中提出。
[0034]采用凝胶渗透色谱法测定聚合物的分子量与分子量分布，以四氢呋喃为溶剂，Waters
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1525u仪器测试，以聚苯乙烯为标样。
[0035]采用酸碱滴定法测试聚合物端羧基，测试按照GB/T 14190
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2008中方法A规定进行。混合溶液选择苯酚
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三氯甲烷，体积比2:3。标准滴定溶液为氢氧化钾
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苯甲醇，浓度为0.01mol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性生物可降解手套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)生物降解聚酯A和生物降解聚酯B分别由相应的二元酸单体与二元醇单体经过酯化与熔融缩聚制备，然后按照一定比例进行熔融混合均匀，再加入催化剂C；(2)在高真空条件下，进行酯交换反应，当缩聚电机搅拌扭矩或物料粘度上升到最大时，反应结束，得到白色/透明树脂；(3)该白色/透明树脂通过熔融中空吹塑成型方式制备手套；所述的生物降解聚酯A为硬质芳香/脂肪族生物降解聚酯的一种或两种以上组合；所述的生物降解聚酯B为软质芳香/脂肪族生物降解聚酯的一种或两种以上组合；所述的催化剂C为酯交换反应催化剂的一种或两种以上组合。2.根据权利要求1所述的一种热塑性生物可降解手套材料的制备方法，其特征在于，制备生物降解聚酯A的二元酸单体为芳香族二元酸和C2～C
21
直链型脂肪族二元酸共用，或脂环族二元酸和C2～C
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直链型脂肪族二元酸共用；二元醇单体为C2～C
12
直链型脂肪族二元醇的一种或两种以上混合。3.根据权利要求1所述的一种热塑性生物可降解手套材料的制备方法，其特征在于，制备生物降解聚酯B的二元酸单体为芳香族二元酸和C2～C
21
直链脂肪族二元酸共用，或脂环族二元酸和C2～C
21
直链脂肪族二元酸共用；二元醇单体为C2～C
12
支链脂肪族二元醇的一种或两种以上混合。4.根据权利要求1所述的一种热塑性生物可降解手套材料的制备方法，其特征在于，所述酯交换反应催化剂C为lewis酸、锗系化合物、锑系化合物、钛系化合物、锌系化合物、锡系化合物的一种或两种以上混合。5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种热塑性生物可降解手套材料的制备方法，其特征在于，制备生物降解聚酯A的二元酸单体为对苯二甲酸与C2～C
10
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【专利技术属性】
技术研发人员：东为富，吴杰，殷宏军，李婷，汪洋，张旭辉，白绘宇，张胜文，夏碧华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：