一种高透明PBAT可降解共聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及可降解共聚酯制备的技术领域，公开了一种高透明PBAT可降解共聚酯及其制备方法，所述高透明PBAT可降解共聚酯的原料包括：对苯二甲酸、己二酸、混合二醇和助剂；所述混合二醇由1,4

【技术实现步骤摘要】
一种高透明PBAT可降解共聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及可降解共聚酯制备的
，尤其是涉及一种高透明PBAT可降解共聚酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]高分子聚合物已广泛用于人类生活相关的各个领域，聚酯是全球生产使用量最大的合成聚合物品种之一，以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为主，其无毒、透明且热、力学性质稳定，因此被广泛用于纺织、包装、信息、电子等领域。但是，因其高度稳定，会在自然界中产生大量积累并长期存在，已对自然环境造成严重污染，带来了例如废弃物占用大量土地、阻碍土壤水分、养分流动等弊端。
[0003]为应对上述的环境污染问题，人们对可降解聚酯进行了广泛研究，目前已知的可降解聚酯包括聚己二酸
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对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚己二酸
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丁二酸丁二酯(PBSA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚己内酯(PCL)、聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等。虽然PLA的综合性能最为优异，但相较而言，PBAT的商品转化更为优越。PBAT是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，有较好的延展性、断裂伸长率、耐热性和冲击性能。然而，由于其自身结晶性，在应用到包装等场景时，结晶区会对光线造成反射、吸收、散射，使得透明性和雾度往往并不理想，因此，制备高透明性的PBAT可降解共聚酯对于拓展可降解材料的应用领域的意义重大。
[0004]公开号为CN112795149A的中国专利技术专利公开了一种生物可降解聚酯PBAT复合材料，包括按重量份数计的如下组分：PBAT改进材料75
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99份，有机添加剂1
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20份。本专利技术的生物可降解聚酯PBAT复合材料通过利用对苯二酚中的酚羟基与PBAT中的酯基作用形成氢键，制备出的PBAT改性材料，然后再与有机添加剂吹塑混合制备出的PBAT复合材料。该PBAT改性方法可以复合材料的柔性和机械性能，但并未改善PBAT可降解共聚酯的透明度低问题，限制其广泛应用。
[0005]公开号为CN112979931A的中国专利技术专利公开了一种透明可降解共聚酯及其制备方法，使用间苯二甲酸和交联剂限制PBAT在降温冷却过程中的结晶行为，从而降低共聚酯结晶度，但其较大量交联剂的加入会显著改变共聚酯的流变性能，影响其热加工性。
[0006]公开号为CN110239173A的中国专利技术专利公开了一种生物基可控降解高透明抗雾滴膜，包括表层、中层、内层；所述表层包括表层树脂层、表层添加剂层，所述表层树脂层为氧化生物基可控降解(YSSZ)树脂；所述中层包括中层树脂层、中层添加剂层，所述中层树脂层为三重可控降解(SKSZ)树脂；所述内层包括内层树脂层、内层添加剂层，所述内层树脂层为四重可控降解(SCSZ)树脂。其采用多层膜结构，不仅存在膜的层间结合性问题，且并未解决PBAT可降解共聚酯本身的透明性问题。

技术实现思路

[0007]为了解决PBAT可降解共聚酯的透明性低的技术问题，本专利技术提供了一种高透明
PBAT可降解共聚酯及其制备方法，通过将具有顺反异构的1,4
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环己烷二甲醇作为透明改性单体，破坏分子链结构的规整性，使共聚酯的结晶性下降，从而实现高透明性。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：第一方面，本专利技术提供了一种高透明PBAT可降解共聚酯，其原料包括：对苯二甲酸、己二酸、混合二醇和助剂；所述混合二醇由1,4
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丁二醇和1,4
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环己烷二甲醇组成；所述1,4
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环己烷二甲醇包括1,4
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环己烷二甲醇的顺式异构体和1,4
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环己烷二甲醇的反式异构体，其中顺式异构体的摩尔占比为30％。
[0009]本专利技术通过将1,4
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环己烷二甲醇作为透明改性单体，利用1,4
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环己烷二甲醇具有顺反异构的特点，参与聚合后能破坏分子链结构的规整性，使共聚酯的结晶性下降，从而实现高透明性。而1,4
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环己烷二甲醇在共聚物分子链中的引入，对玻璃化温度几乎不产生影响，因此不影响PBAT可降解共聚酯的耐热性。另外，1,4
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环己烷二甲醇中顺式异构体和反式异构体的比例会影响分子链的规整性，进而影响可降解聚酯的透明度。
[0010]相较而言，其它不同顺反异构体比例的环己烷二甲醇单体不易得且价格高，当顺式异构体的含量较高时，将导致过于破坏聚合物分子链规整性，从而使共聚酯玻璃化温度下降影响耐热性，同时力学性能下降，影响拉伸强度。而顺式异构体含量过低，则会导致共聚酯分子链规整性提高，即便玻璃化温度和拉伸强度得到提高，但严重影响透明性。
[0011]作为优选，所述对苯二甲酸与对苯二甲酸和己二酸的总和的摩尔比为0.3～0.6：1。
[0012]添加适当含量的对苯二甲酸能够在保证共聚酯降解性能的前提下，对苯二甲酸的刚性能够有效提高共聚酯的抗拉强度。
[0013]作为优选，所述混合二醇中1,4
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丁二醇的摩尔占比为60～90％。
[0014]作为优选，所述对苯二甲酸和混合二醇的摩尔比为1：1.02～1.5。
[0015]作为优选，所述己二酸和混合二醇的摩尔比为1：1.02～1.5。
[0016]混合二醇中以及各原料摩尔比对于酯化效果尤为重要，尤其是会影响1,4
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环己烷二甲醇的顺反异构体在酯化物的构型、构象，进而影响分子链的规整性，可达到PBAT高透明度的效果，且对其玻璃化温度几乎不产生影响，不损害耐热性、力学性能以及可降解性，各比例相互配合使得PBAT具备更佳的整体性能。
[0017]作为优选，所述助剂包括支化剂、磷稳定剂和催化剂。
[0018]支化剂能够促进高聚物分子链的交联支化，有利于提高可加工性，而加入磷稳定剂，可提高PBAT的稳定性。由于催化剂对水敏感，因此在缩聚反应过程中添加，避免酯化过程中产生水而对催化效果产生影响。
[0019]作为优选，所述支化剂与对苯二甲酸和己二酸的总和的摩尔比为0.1～0.5：100，所述支化剂为三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或两种混合；所述磷稳定剂占PBAT可降解共聚酯质量的40～70ppm，所述磷稳定剂为磷酸、磷酸二乙酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯中的一种或多种混合；所述催化剂为钛酸四丁酯，其钛元素与对苯二甲酸和己二酸的总和的摩尔比为1～20ppm。
[0020]根据共聚酯单体的设计加入量，以及其他助剂添加量确定的情况下，可以预测产物产量，因而磷稳定剂的添加量可以依据产物总质量进行添加。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了一种高透明PBAT可降解共聚酯的制备方法，包括如下
步骤：S1、混合二醇：将1,4
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丁二醇和1,4
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环己烷二甲醇进行混合，得到混合二醇；S2、分酯化反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透明PBAT可降解共聚酯，其特征在于，其原料包括：对苯二甲酸、己二酸、混合二醇和助剂；所述混合二醇由1,4
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丁二醇和1,4
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环己烷二甲醇组成；所述1,4
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环己烷二甲醇包括1,4
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环己烷二甲醇的顺式异构体和1,4
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环己烷二甲醇的反式异构体，其中顺式异构体的摩尔占比为30%。2.如权利要求1所述高透明PBAT可降解共聚酯，其特征在于，所述对苯二甲酸与对苯二甲酸和己二酸的总和的摩尔比为0.3~0.6：1。3.如权利要求1所述高透明PBAT可降解共聚酯，其特征在于，所述混合二醇中1,4
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丁二醇的摩尔占比为60~90%。4.如权利要求1
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3之一所述高透明PBAT可降解共聚酯，其特征在于，所述对苯二甲酸和混合二醇的摩尔比为1：1.02~1.5。5.如权利要求1
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3之一所述高透明PBAT可降解共聚酯，其特征在于，所述己二酸和混合二醇的摩尔比为1：1.02~1.5。6.如权利要求1所述高透明PBAT可降解共聚酯，其特征在于，所述助剂包括支化剂、磷稳定剂和催化剂。7.如权利要求6所述高透明PBAT可降解共聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家旭，许如梦，马中柱，徐文庆，王松林，王文俊，
申请(专利权)人：浙江恒逸石化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：