可降解共聚酯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了可降解共聚酯材料及其制备方法和应用，方法包括：(1)将芳香族二元酸、二元醇和催化剂混合进行酯化反应，以便得到酯化产物；(2)将所述酯化产物与衣康酸、聚醚和阻聚剂混合进行预缩聚反应，以便得到可降解共聚酯材料。该方法使得最终得到的材料的力学性能和热性能优异，并且将含有不饱和双键的衣康酸引入到脂肪族聚酯中，同时还引入了聚醚，显著提高了共聚酯的生物可降解性能，并且共聚酯的分子链中保留了具有反应活性的不饱和双键，使得共聚酯材料可进一步发生交联反应以及功能化反应，制备得到交联共聚酯以及功能化共聚酯材料，极大地丰富了共聚酯的种类与功能，提高了最终产品的附加值，扩大了材料的应用领域。扩大了材料的应用领域。扩大了材料的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
可降解共聚酯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于降解材料领域，具体涉及一种可降解共聚酯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自高分子材料被专利技术以来，由于性质优异、质轻，可广泛用于人们生产生活等各个领域，有统计表明人类已生产了近百亿吨高分子材料，但其中绝大部分为不可降解材料，可在自然环境中存在几百甚至上千年，随着高分子废料增加，给自然环境造成了严重的污染，因此，开发具有生物降解性能的高分子材料对于解决塑料废弃物污染具有重大意义。
[0003]目前全球研发的可降解塑料多达几十种，其中能工业化生产的主要包括化学合成的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)、聚乙交酯(PGA)、聚碳酸酯(PPC)；微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA)，以及天然高分子淀粉共混物淀粉/PBS、淀粉/PLA等。但由于其相似的分子结构，生物可降解材料在实际应用与生产中仍然存在力学性能不足、热性能一般、原料成本高以及降解过程苛刻等诸多缺陷。因此开发降解可控、条件温和的可降解材料势在必行。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种可降解共聚酯材料及其制备方法和应用，该方法通过共聚改性方法将脂肪族聚酯单元插入聚合物链当中，使得最终得到的材料的力学性能和热性能优异，并且将含有不饱和双键的衣康酸引入到脂肪族聚酯中，同时还引入了聚醚，显著提高了共聚酯的生物可降解性能，并且共聚酯的分子链中保留了具有反应活性的不饱和双键，使得共聚酯材料可进一步发生交联反应以及功能化反应，制备得到交联共聚酯以及功能化共聚酯材料，极大地丰富了共聚酯的种类与功能，提高了最终产品的附加值，扩大了材料的应用领域。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备可降解共聚酯材料的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
[0006](1)将芳香族二元酸、二元醇和催化剂混合进行酯化反应，以便得到酯化产物；
[0007](2)将所述酯化产物与衣康酸、聚醚和阻聚剂混合进行预缩聚反应，以便得到可降解共聚酯材料。
[0008]根据本专利技术实施例的制备可降解共聚酯材料的方法，通过将芳香族二元酸、二元醇和催化剂混合进行酯化反应，芳香族二元酸和二元醇廉价易得，不受供应商限制，从而降低了原料成本，然后将酯化产物与衣康酸、聚醚和阻聚剂混合进行预缩聚反应，即该方法通过共聚改性方法将脂肪族聚酯单元无规的插入聚合物链当中，芳香族聚酯因其链段中含有刚性的苯环结构，使得最终得到的材料的力学性能和热性能优异，并且将含有不饱和双键的衣康酸引入到脂肪族聚酯中，不饱和双键与邻位的羰基形成了共轭结构，使得共聚酯的
降解性能有所提高，同时还引入了聚醚，进一步提高了共聚酯的生物可降解性能，并且共聚酯的分子链中保留了具有反应活性的不饱和双键，使得共聚酯材料可进一步发生交联反应以及功能化反应，制备得到交联共聚酯以及功能化共聚酯材料，极大地丰富了共聚酯的种类与功能，提高了最终产品的附加值，扩大了材料的应用领域。
[0009]另外，根据本专利技术上述实施例的制备可降解共聚酯材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0010]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述芳香族二元酸包括对苯二甲酸、联苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、呋喃二甲酸、对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、联苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯、呋喃二甲酸酯、2,6
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萘二甲酸和2,6
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萘二甲酸酯中的至少一种，优选为对苯二甲酸。由此，可以显著改善聚酯材料的力学性能和和热性能。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述二元醇包括乙二醇、1，3
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丙二醇，1，4
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丁二醇和1，6
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己二醇的至少之一，优选乙二醇。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述芳香族二元酸和所述二元醇的摩尔比为1：(1.2～1.6)。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述催化剂的用量为所有原料总质量的1％～3％。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述酯化反应的温度为240℃～260℃，时间为2～3h。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述衣康酸的加入量占所有原料总质量的0.5～10％，优选1～5％。由此，可以制备得到交联共聚酯以及功能化共聚酯材料。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述阻聚剂加入量为所述衣康酸质量的0.01～1％。由此，可以有效抑制聚合物中双键加成反应。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述阻聚剂包括对苯二酚、对苯醌、双羟基苯甲醚、二乙基羟胺、邻硝基苯酚、2
‑
叔丁基对苯二酚、2,4
‑
二硝基苯酚和N,N
’‑
二仲丁基苯二胺的至少之一，优选为邻硝基苯酚。由此，可以有效抑制聚合物中双键加成反应。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述聚醚加入量为所述二元醇质量的0.2～2倍。由此，可以提高共聚酯材料的生物可降解性能。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述聚醚包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚戊二醇和聚己二醇中的至少之一。由此，可以提高共聚酯材料的生物可降解性能。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述可降解共聚酯材料的粘度为0.4dL/g～0.6dL/g。
[0021]在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种可降解共聚酯材料。根据本专利技术的实施例，所述可降解共聚酯材料采用上述的方法制备得到。由此，该可降解材料实现了聚醚、衣康酸的降解性能和芳香族聚酯的优异综合性能的有机结合，具有高性能低成本优势，并且该共聚酯的分子链中保留了具有反应活性的不饱和双键，使得共聚酯材料可进一步发生交联反应以及功能化反应，制备得到交联共聚酯以及功能化共聚酯材料，极大地丰富了共聚酯的种类与功能，提高了最终产品的附加值，扩大了材料的应用领域。
[0022]在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种包装材料。根据本专利技术的实施例，所述包装材料采用上述的可降解共聚酯材料制备得到。由此，通过采用上述具有高性能低成本
优势的可降解材料制备包装材料，可以在提高包装材料性能的同时降低其成本，利于工业化生产以及大范围推广使用。
[0023]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1是根据本专利技术一个实施例的制备可降解共聚酯材料的方法流程示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，旨在用于解释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备可降解共聚酯材料的方法，其特征在于，包括：(1)将芳香族二元酸、二元醇和催化剂混合进行酯化反应，以便得到酯化产物；(2)将所述酯化产物与衣康酸、聚醚和阻聚剂混合进行预缩聚反应，以便得到可降解共聚酯材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述芳香族二元酸包括对苯二甲酸、联苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、呋喃二甲酸、对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、联苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯、呋喃二甲酸酯、2,6
‑
萘二甲酸和2,6
‑
萘二甲酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述二元醇包括乙二醇、1，3
‑
丙二醇，1，4
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丁二醇和1，6
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己二醇的至少之一。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述芳香族二元酸和所述二元醇的摩尔比为1：(1.2～1.6)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述催化剂的用量为所有原料总质量的1％～3％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：许越超，潘斐，姚杰，袁翔，
申请(专利权)人：华润化学材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：