一种生物基环氧扩链剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种生物基环氧扩链剂及其制备方法与应用，属于扩链剂技术领域，其制备方法包括以下步骤：(1)将ESO与CD混合后进行催化反应，得到ESO3‑

【技术实现步骤摘要】
一种生物基环氧扩链剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于扩链剂
，尤其涉及一种生物基环氧扩链剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有优良的生物降解性、熔体加工性和耐化学性，还具有良好的热稳定性和优良的力学性能。由于合成单体的可再生性及具有与传统聚烯烃类塑料相媲美的性能，PBS被认为是一类在包装膜和地膜领域具有良好发展前景的生物降解材料。但限制PBS在膜领域扩大使用的主要问题是其对氧气和水蒸气的阻隔性低，无法满足包装及地膜应用中的高阻隔需求。
[0003]目前，可通过添加高阻隔材料PGA来改善PBS阻隔性差的问题，同时添加相容剂/扩链剂来提高二者的相容性以进一步增强相界面提高材料阻隔性。由于聚酯含有端羧基和端羟基，进而现有技术中常用扩链剂含有的官能团包括环氧基、异氰酸酯、噁唑啉类等。由于环氧类化合物的高效扩链效果，通常被使用的最多，其中巴斯夫的由苯乙烯和丙烯酸缩水甘油酯共聚而得的ADR系列最常被使用。但是，ADR扩链剂结构中含有苯环、分子量高(6000
‑
7000千)、单体石油基来源、难降解等缺点。
[0004]因此，如何提供一种增容扩链效果好、稳定性强、生物基来源单体合成的扩链剂是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种生物基环氧扩链剂及其制备方法与应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种生物基环氧扩链剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将ESO与CD混合后进行催化反应，得到ESO
n
‑
CD；
[0009](2)将所述ESO
n
‑
CD与浓硫酸混合加热后，滴加冰醋酸与双氧水的混合物进行搅拌反应，反应结束后萃取分离、去除溶剂，得到所述生物基环氧扩链剂。
[0010]有益效果：本专利技术中的原料腰果酚(CD)是一种多功能、可再生且廉价的有机天然资源，由腰果壳液提炼而成，腰果壳液是腰果行业的一种农业副产品，由不同的长链酚类混合物组成。腰果酚结构中含有酚羟基和双键，通过与环氧大豆油(ESO)反应可以生成ESO
n
‑
ECD新型扩链剂。该制备方法工艺简单，成本低廉，产率高，易于控制并大规模生产，同时制得的扩链剂增容效果好，稳定性强。
[0011]优选的，步骤(1)中所述ESO与CD摩尔比为3
‑
6：1；
[0012]所述催化反应过程中催化剂为盐酸。
[0013]优选的，步骤(1)中所述催化反应温度为200℃，反应时间为30min。
[0014]优选的，步骤(2)中所述ESO
n
‑
CD、浓硫酸、冰醋酸与双氧水的添加量之比为100g：
2ml：10ml：20ml。
[0015]优选的，所述浓硫酸质量浓度为98％；
[0016]所述冰醋酸浓度为3当量；
[0017]所述双氧水质量浓度为30％。
[0018]优选的，步骤(2)中所述加热温度为65℃；
[0019]所述搅拌反应时间为4h。
[0020]一种生物基环氧扩链剂的制备方法制备得到的生物基环氧扩链剂。
[0021]一种生物基环氧扩链剂在PBS/PGA复合材料的制备中的应用。
[0022]优选的，所述PBS/PGA复合材料包括PBS/PGA注塑制品或PBS/PGA复合膜。
[0023]更为优选的，所述PBS/PGA复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0024](1)将PBS、PGA和所述生物基环氧扩链剂进行混合后用双螺杆熔融挤出造粒得到复合材料母粒，挤出机从加料区到机头区的温度为195
‑
225℃；
[0025]所述PBS和PGA的质量比为4:1；
[0026]所述生物基环氧扩链剂的添加量为PBS和PGA总质量的0.3
‑
1.0％；
[0027](2)使用注塑机将所得复合材料母粒注塑成型得到样条，加工温度为200℃；
[0028]或，
[0029]使用吹塑机将所得复合材料母粒吹塑成型得到复合膜，吹膜机加工温度为180
‑
200℃。
[0030]本专利技术公开了一种生物基环氧扩链剂及其制备方法与应用，本专利技术基于生物质资源合成的环氧扩链剂对PBS/PGA复合材料具有优异的扩链效果，并能协同提高复合膜的阻隔性，还能够增强PBS/PGA两相的界面结合力，从而提高PBS/PGA复合膜的力学性能，同时，本专利技术提供的生物基扩链剂具有优异的增容效果，不但解决生物降解聚酯两相相容性差的问题，而且可以实现全降解，可以代替石油基扩链剂。并且，本专利技术提供的制备方法原料成本低，来源可再生，符合绿色环保的要求，而且工艺简单，不污染环境，是石油基扩链剂的良好替代品。
附图说明
[0031]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0032]图1为实施例1和2中反应物ESO和CD，以及产物ESOn
‑
ECD的结构式示意图；
[0033]图2为巴斯夫ADR4468的结构式；
[0034]图3为实施例1和2所得ESO
n
‑
CD和ESO
n
‑
ECD以及ESO的照片；
[0035]图4为实施例1和2所得ESO
n
‑
CD和ESO
n
‑
ECD的核磁共振氢谱图；
[0036]图5为实施例1和2所得ESO
n
‑
CD和ESO
n
‑
ECD的热失重曲线；
[0037]图6为实施例5、对比例1和对比例4所得PBS/PGA注塑样条断面的SEM图；
[0038]图7为实施例11
‑
12和对比例6
‑
7所得PBS/PGA复合膜实物图；
[0039]图8为实施例11和对比例6
‑
7所得PBS/PGA复合膜纵断面(MD方向)的SEM图；
[0040]图9为实施例11和对比例6
‑
7所得PBS/PGA复合膜横断面(TD方向)的SEM图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基环氧扩链剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将ESO与CD混合后进行催化反应，得到ESO
n
‑
CD；(2)将所述ESO
n
‑
CD与浓硫酸混合加热后，滴加冰醋酸与双氧水的混合物进行搅拌反应，反应结束后萃取分离、去除溶剂，得到所述生物基环氧扩链剂。2.根据权利要求1所述的一种生物基环氧扩链剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述ESO与CD摩尔比为3
‑
6：1；所述催化反应过程中催化剂为盐酸。3.根据权利要求1所述的一种生物基环氧扩链剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化反应温度为200℃，反应时间为30min。4.根据权利要求1所述的一种生物基环氧扩链剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩丽，翁云宣，马志蕊，韩宇，罗微，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：