【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子领域，具体涉及一种生物基可降解大豆素共聚酯及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前，塑料生产约90亿吨，然而只有9％进行回收，造成塑料污染的同时造成了资源的浪费，目前，应用比较多的为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ppt)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)，其主要原料为对苯二甲酸来源于煤石油等不可再生资源，发展可降解塑料是目前解决塑料污染的主要手段之一，目前商业化的有聚乳酸(pla)、聚己内酯(pcl)、聚丁二酸丁二醇(pbs)等在一定环境中可以完全生物降解，然而其一生物可降解塑料多为线性脂肪链结构，热分解温度低，耐热性能差；其二玻璃化转变温度低，在耐高温餐饮具使用方面受到限制；其三多数单体来源于石油基，无法达到持续可循环发展的目的。
技术实现思路
1、针对现在存在的问题和缺点，本专利技术首要目的是提供一种生物基可降解大豆素共聚酯，克服现在刚性单体来源于石油基的缺点，同时提高目前可降解塑料玻璃化转变温度低无法适用于耐高温可降解餐具。
2、本专利技术以生物基、环保、无毒的大豆素为单体，针对酚羟基反应活性低的特点，合成了大豆素为基体的短链二醇和二酯，从而制备大豆素生物可降解共聚酯。
3、一种生物基可降解大豆素共聚酯由二元醇与二元酸或二元醇与二元酯聚合而成；所述聚酯单体中含有大豆素单体a和大豆素单体b中的一种或两种；所述聚酯的重均分子量1×104g/mol～1×106g/mol；
4、所述的大豆素单体a的结构式为
5、所述的大豆素单体b的结构式为：
6、所述的二元醇为大豆素单体a、丁二醇、己二醇、异山梨醇和十二醇中的一种或几种；
7、所述的二元酯为大豆素单体b；
8、所述的二元酸为丁二酸、己二酸、呋喃二甲酸和乳酸中的一种或几种。
9、一种生物基可降解大豆素共聚酯的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
10、将二元醇、二元酸或二元酯及催化剂放入三口烧瓶中，氮气充放3～5次，在氮气保护和温度为90～120℃下酯化反应2～3h，再以5～10℃min-1的升温速率升温至160～180℃，并在160～180℃下保持2～6h，再抽真空进行缩聚反应，真空度为10～30ppm，在200～230℃下反应5～10h，得到生物基可降解大豆素共聚酯；
11、所述的二元醇与二元酸或二元酯的摩尔比为(1.2～1.5):1；
12、所述的催化剂的质量为二元酸或二元酯质量的0.4％～0.6％；
13、所述的催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、辛酸亚锡、草酸锡和三氧化二锑中的一种或几种。
14、一种生物基可降解大豆素共聚酯在耐高温餐饮具或吸管中应用。
15、本专利技术的优点：
16、一、本专利技术选用生物质大豆中的大豆素为单体制备可降解塑料，来源广泛，绿色可循环；大豆素含有苯环缩醛结构，苯环刚性链提高聚酯的耐热性能，热分解温度提高；高刚性结构提高了聚酯的玻璃化转变温度，提高了聚酯用品的使用上限温度，有利于其在高温餐饮具的应用。大豆素缩醛结构可以通过胺溶液或者碱性溶液进行化学回收，也可以通过生物降解方式进入生物系统的循环，做到完全绿色可循环；
17、二、大豆素的双羟基直接连接苯环，反应活性低无法形成线性聚酯，本专利技术针对其缺点，设计在酚羟基上链接2个碳的二酯或二醇，在保持其主体结构不变的情况下提高其单体的反应活性，通过熔融缩聚法制备大豆素基聚酯材料。
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1.一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于一种生物基可降解大豆素共聚酯由二元醇与二元酸或二元醇与二元酯聚合而成；所述聚酯单体中含有大豆素单体A和大豆素单体B中的一种或两种；所述聚酯的重均分子量1×104g/mol～1×106g/mol；
2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于所述的大豆素单体A的制备方法具体是按以下步骤完成的：
3.根据权利要求2所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中所述的溶剂为DMF、DMSO和NMP中的一种或者几种；步骤一中所述的催化剂为无水碳酸钾和无水碳酸铯中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中所述的带水剂为甲苯；步骤一中所述的反应试剂为碳酸乙烯酯、2-氯乙醇和2-溴乙醇中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中大豆素、溶剂、催化剂、带水剂、反应试剂、去离子水的质量比为(1～10份):(10～100份):(1.4～2份):(2～10份):(2～30份):(50～500份
6.根据权利要求1所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于所述的大豆素单体B的制备方法具体是按以下步骤完成的：
7.根据权利要求6所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中所述的大豆素、溶剂、催化剂和反应试剂的质量比为(1～5份):(5～50份):(1.2～2.5份):(2～4份)；步骤一中所述的溶剂为DMF、DMSO和NMP中的一种或者几种；步骤一中所述的溶剂为超干溶剂，含水量＜50ppm。
8.根据权利要求6所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中所述的反应试剂为溴乙酸乙酯和氯乙酸乙酯中的一种或几种；步骤一中所述的催化剂为无水碳酸钾和无水碳酸铯中的一种或两种；步骤二中所述的冰醋酸/乙酸乙酯混合液中冰醋酸与乙酸乙酯的摩尔比为1:(2～5)。
9.如权利要求1所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
10.如权利要求1所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯的应用，其特征在于一种生物基可降解大豆素共聚酯在耐高温餐饮具或吸管中应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于一种生物基可降解大豆素共聚酯由二元醇与二元酸或二元醇与二元酯聚合而成；所述聚酯单体中含有大豆素单体a和大豆素单体b中的一种或两种；所述聚酯的重均分子量1×104g/mol～1×106g/mol；
2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于所述的大豆素单体a的制备方法具体是按以下步骤完成的：
3.根据权利要求2所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中所述的溶剂为dmf、dmso和nmp中的一种或者几种；步骤一中所述的催化剂为无水碳酸钾和无水碳酸铯中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中所述的带水剂为甲苯；步骤一中所述的反应试剂为碳酸乙烯酯、2-氯乙醇和2-溴乙醇中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种生物基可降解大豆素共聚酯，其特征在于步骤一中大豆素、溶剂、催化剂、带水剂、反应试剂、去离子水的质量比为(1～10份):(10～100份):(1.4～2份):(2～10份):(2～30份):(50～50...
【专利技术属性】
技术研发人员：李冉冉，丁跃，董黎明，李德玲，仇兆忠，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：
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