【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物降解聚合物材料领域，具体涉及一种具有特定双键含量的脂肪族聚酯及其制备方法和应用。
技术介绍
1、由脂肪族二元酸或其衍生物和脂肪族二元醇可以制备出可生物降解的脂肪族聚酯，聚丁二酸丁二醇酯(pbs)及其共聚酯就是一类具有良好生物可降解性和综合性能的脂肪族聚酯，通常采用丁二酸和1,4-丁二醇直接酯化缩聚制备，pbs由于优异的生物降解性和力学性能在一次性餐盒、吸管等食品接触材料领域有很强的应用潜力。但该聚酯容易发生热分解，热降解产生双键和羧基等结构，从而造成聚合产物性能劣化，不利于后期使用。同时用于食品接触材料有严格的法律法规要求，材料不仅具有优异的色泽，还要求控制食品接触材料及制品中的低聚物总迁移量，但相关的研究较少。
2、专利cn1424339公开了一种制备pbs的方法，以丁二酸和丁二醇为原料采用熔融缩聚法制备出重均分子量达10万，具有良好物理机械性能的pbs降解塑料，但没有涉及到pbs产品色泽及低聚物等方面。
3、“聚酯中齐聚物的表征及控制方法研究”(学位论文，东华大学，魏文良，2015)描述了pet中环状副产物的生成及控制方法，认为环状副产物主要由大分子链端进攻酯基裂解而开环形成的，也总结了目前解决pet中环状副产物的方法。其中，日本专利12-219731公开了一种在缩聚阶段添加s03x的亚硫酸盐化合物可有效降低聚酯中环状副产物。日本专利12-219729公开了一种通过控制锑元素与磷酸摩尔比的方法能有效控制环状副产物的含量。
4、pet聚酯领域已有研究如何有效控制环状副产物的
5、cn111372972a公开了一种在脱气装置中纯化脂肪族聚酯的方法，环状副产物通过夹带剂除掉，夹带剂优选水，但未涉及力学性能方面研究。
6、综上所述，急需一种高效、易于实现工业化的方法制备高色相、低迁移、优良的力学性能的脂肪族聚酯。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种脂肪族聚酯，该脂肪族聚酯因具有特定的双键含量，使其同时具有高色相、低迁移、优良的力学性能的优点。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述脂肪族聚酯的制备方法。
3、为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
4、第一方面，本专利技术提供一种脂肪族聚酯，其包含下述第一组分a与第二组分b反应生成的重复单元：
5、第一组分a选自具有2-16个例如2个、4个、6个、8个、10个、12个、14个、16个碳原子的脂肪族二羧酸或其衍生物中的至少一种；
6、第二组分b选自具有2-12个例如2个、4个、6个、8个、10个、12个碳原子的二醇中的至少一种；
7、其中，所述脂肪族聚酯中双键含量为5-40mmol/kg，例如5mmol/kg、8mmol/kg、10mmol/kg、12mmol/kg、14mmol/kg、18mmol/kg、20mmol/kg、22mmol/kg、25mmol/kg、28mmol/kg、30mmol/kg、32mmol/kg、35mmol/kg、38mmol/kg、40mmol/kg，优选10-30mmol/kg，更优选14-22mmol/kg。
8、在聚酯合成过程中，由于原料单体结构或比例的不同、催化剂、支化剂种类的不同、制备工艺、反应时间、聚合温度等诸多因素的影响，从而使得最终制备得到的聚酯的分子结构存在一定的区别。本专利技术通过研究发现，脂肪族聚酯中双键含量与脂肪族聚酯的色相、析出物迁移量及力学性能密切相关，而脂肪族聚酯中双键含量与原料单体纯度、支化剂种类、制备工艺等因素有关。
9、本专利技术通过研究意外的发现，将脂肪族聚酯中双键含量控制在5-40mmol/kg范围内，得到的脂肪族聚酯兼具颜色好、低迁移、力学性能优良等优点。
10、本专利技术中，第一组分a所述具有2-16个碳原子的脂肪族二羧酸或其衍生物，其中，衍生物优选脂肪族二羧酸的酯衍生物或脂肪族二羧酸的酸酐衍生物；
11、优选地，所述脂肪族二羧酸选自草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1，11-十一烷二羧酸、十六烷二羧酸中的一种或多种；
12、优选地，所述脂肪族二羧酸的酯衍生物选自草酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、庚二酸二甲酯、辛二酸二甲酯、壬二酸二甲酯、癸二酸二甲酯、1，11-十一烷二羧酸二甲酯、十六烷二羧酸二甲酯中的一种或多种；
13、优选地，所述脂肪族二羧酸的酸酐衍生物选自丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种或多种；
14、更优选地，所述具有2-16个碳原子的脂肪族二羧酸或其衍生物选自丁二酸或其酯衍生物或其酸酐衍生物中的一种或多种。
15、本专利技术中，第二组份b所述具有2-12个碳原子的二醇选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇，1，6-己二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，4环己烷二甲醇中的一种或多种，优选1，4-丁二醇。
16、本专利技术中，所述第一组份a与第一组份b的摩尔量比为1：1.1-3，例如1：1.1、1：1.5、1：2.0、1：2.5、1：3.0。
17、本专利技术中，基于第一组份a的总摩尔量，所述脂肪族聚酯还含有0.01-5mol％例如0.01mol％、0.1mol％、0.5mol％、1.0mol％、1.5mol％、2.0mol％、2.5mol％、3.0mol％、3.5mol％、4.0mol％、4.5mol％、5.0mol％第三组份c；
18、所述第三组份c选自含有三个或三个以上羟基和/或羧基官能团的化合物，优选酒石酸、柠檬酸、苹果酸、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、聚醚三醇、甘油中的一种或多种，更优选苹果酸。
19、本专利技术中，所述脂肪族聚酯使用苯酚/四氯乙烷(质量比1/1)的混合溶剂、于25±0.05℃的恒温水浴中测定的黏数为150-320ml/g，例如150ml/g、180ml/g、210ml/g、240ml/g、270ml/g、300ml/g、320ml/g。
20、本专利技术中，所述脂肪族聚酯的色度值(黄-蓝色相)b<3，例如2.9、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5。
21、本专利技术中，所述脂肪族聚酯的拉伸强度>40mpa，例如41mpa、43mpa、45mpa、48mpa、51mpa。
22、本专利技术中，所述脂肪族聚酯的低聚物含量≤1wt％，例如1wt％、0.9wt％、0.7wt％、0.5wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％，所述低聚物是指制备过程产生的c8-100的聚合副产物，主要包括环状副产物，如环状三聚体。
23、在聚酯制备领域，目前通过二元酸、二元醇反应得到的聚酯不可避免的会产生环状副产物，是脂肪族聚酯低聚物的主要组成，研究认为主要是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脂肪族聚酯，其特征在于，包含下述第一组分A与第二组分B反应生成的重复单元：
2.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，第一组分A所述具有2-16个碳原子的脂肪族二羧酸或其衍生物，其中，衍生物优选脂肪族二羧酸的酯衍生物或脂肪族二羧酸的酸酐衍生物；
3.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，第二组份B所述具有2-12个碳原子的二醇选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇，1，6-己二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，4环己烷二甲醇中的一种或多种，优选1，4-丁二醇；和/或
4.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，基于第一组份A的总摩尔量，所述脂肪族聚酯还含有0.01-5mol％第三组份C；
5.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，所述脂肪族聚酯的黏数为150-320ml/g；和/或
6.一种权利要求1-5任一项所述脂肪族聚酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述催化剂为钛
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述乙醇水溶液的浓度为50-80wt％；
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1反应开始前或反应结束后加入第三组份C，或在步骤S2反应前加入；
10.权利要求1-5任一项所述脂肪族聚酯或者由权利要求6-9任一项所述方法制备的脂肪族聚酯在食品接触制品领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种脂肪族聚酯，其特征在于，包含下述第一组分a与第二组分b反应生成的重复单元：
2.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，第一组分a所述具有2-16个碳原子的脂肪族二羧酸或其衍生物，其中，衍生物优选脂肪族二羧酸的酯衍生物或脂肪族二羧酸的酸酐衍生物；
3.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，第二组份b所述具有2-12个碳原子的二醇选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇，1，6-己二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，4环己烷二甲醇中的一种或多种，优选1，4-丁二醇；和/或
4.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，基于第一组份a的总摩尔量，所述脂肪族聚酯还含有0.01-5mol％第三组份c；
5.根据权利要求1所述的脂肪族聚酯，其特征在于，所述脂肪族聚酯的黏...
【专利技术属性】
技术研发人员：方文娟，刘照，胡江林，陈建旭，李晶，王磊，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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