【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚酯聚碳酸酯共聚物，具体地说，涉及一种新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇及其制备方法。
技术介绍
1、塑料是生活中使用最广泛的高分子材料，2022年全球塑料制品产量为4亿吨左右，同比增长2.5%，其中亚洲产量占比51%，而中国是全球最大的塑料生产国，塑料产量约占到全球塑料总产量的31%左右。塑料的大量使用及不当处理带来了诸多环境问题，例如白色污染、海洋微塑料污染等等。在这种背景下，可生物降解塑料越来越受人重视，其优点在于在自然条件下能较快被分解，缩短塑料废物在环境中的停留时间，降低其环境风险。
2、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是一种应用广泛的工程塑料，其具有良好的力学性能，耐化学腐蚀、流动性好等突出优点，但是由于其不可自然生物降解，产生的废物若处理不当，会带来严重的环境问题。由于pet塑料产量巨大，废物污染严重，所以其也是回收量最大的高分子材料。同时由于pet具备高的结晶度，通常大于40 %，因此导致其不可生物降解。
3、因此，迫切需要力学和热性能与pet相当，还能同时具备可降解性能的工程塑料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种力学和热性能与pet相当，且具有优异可生物降解性能的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，其结构特征如式1所示，其中n ≥1，m ≥ 1，p ≥
4、
5、作为优选的，在上述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇中，所述聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇数均分子量范围在2000-10000da，式1中的petc的含量在50-90%mol。
6、上述新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，包括如下步骤：
7、（1）将单体苯酐或者苯二甲酸，与单体脂肪族二元醇混合后置于反应器中开始搅拌，并加入催化剂，其中，苯酐或者苯二甲酸与脂肪族二元醇的摩尔比为1：2-10，之后在氮气气氛的条件下，于120-200 ℃的温度区间内反应，提纯、干燥得到单体二元醇；
8、（2）将步骤（1）所得单体二元醇置于相同反应器中，加入碳酸二苯酯或者尿素以及催化剂，在机械搅拌的同时，分别进行抽真空处理和通氮气处理，将反应器中气体置换为氮气，而后在120-150 ℃的温度范围内继续通氮气预处理2 h，再进行抽真空反应1 h，反应结束，冷却后进行提纯、干燥处理，最终得到新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇。
9、作为优选的，在上述的制备方法中，步骤（1）所述单体二元醇的结构式如式2所示，其中，r为碳数2~6的脂肪族烃基，ar表示苯环，苯环所连羰基互为邻位、间位或者对位。当单体为苯酐时，苯环所连羰基互为邻位；当单体为对苯二甲酸时，苯环所连羰基互为对位；当单体为邻苯二甲酸时，苯环所连羰基互为邻位；当单体为间苯二甲酸时，苯环所连羰基互为间位。
10、
11、作为优选的，在上述的制备方法中，步骤（1）所述催化剂选自钛酸四丁酯、氧化铈、氧化铝中的一种或多种。
12、作为优选的，在上述的制备方法中，步骤（1）中所述苯二甲酸为对苯二甲酸，所述脂肪族二元醇为乙二醇，乙二醇和对苯二甲酸的摩尔比为3：1，所述催化剂为钛酸四丁酯，反应温度为190 ℃，反应时间3 h，将产物提纯后，再在80 ℃烘箱中进行真空干燥。
13、作为优选的，在上述的制备方法中，步骤（2）所述催化剂选自氧化铈、氧化铝、氢化钠、甲醇钠中的一种或多种。
14、作为优选的，在上述的制备方法中，步骤（2）中的单体二元醇和碳酸二苯酯的投料摩尔比为1：1.05，催化剂为甲醇钠，反应温度为120 ℃，在氮气气氛中先反应2 h，再进行抽真空反应1 h，通过将产物溶于二氯甲烷，而后在甲醇中再沉淀实现提纯，再在80 ℃烘箱中进行真空干燥。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
16、1.本专利技术制备的新型的可生物降解的聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，其结构式中具有三种链段，是一种无规共聚物，各链段的含量、产物的分子量可通过原料投料比、催化剂用量、反应温度等进行调节。
17、2.本专利技术制备的新型的可生物降解的聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，具有针对不同应用场景所需的耐热性能、机械性能、透明度、可生物降解等性能，同时，可作为后续合成聚氨酯等产品的单体。
18、3.本专利技术制备的新型的可生物降解的聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，与pet材料具有相似的结构，但是具有非常低的结晶度（小于10 %），因此其与pet相比，除具备有相当的力学和热性能外，还同时兼具可生物降解性能，符合当下的绿色发展理念。
19、4.本专利技术制备中所使用的单体均为成本较低、产量较大的单体，在工业上具有较大的成本优势。
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1.一种新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，其结构特征如式1所示，其中n ≥1，m ≥ 1，p ≥ 1；m，n，p均为整数，R为碳数2~6的脂肪族烃基，Ar表示苯环，苯环所连羰基互为邻位、间位或者对位；
2.如权利要求1所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，其特征在于，所述聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇数均分子量范围在2000-10000Da。
3.一种如权利要求1所述新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述单体二元醇的结构式如式2所示，其中，R为碳数2~6的脂肪族烃基，Ar表示苯环，苯环所连羰基互为邻位、间位或者对位；
5.根据权利要求3所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述催化剂选自钛酸四丁酯、氧化铈、氧化铝中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述苯二甲酸为对苯二
7.根据权利要求3所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（2）中，所述催化剂选自氧化铈、氧化铝、氢化钠、甲醇钠中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（2）中，单体二元醇和碳酸二苯酯的投料摩尔比为1：1.05，催化剂为甲醇钠，反应温度为120 ℃，在氮气气氛中先反应2 h，再进行抽真空反应1 h，通过将产物溶于二氯甲烷，而后在甲醇中再沉淀实现提纯，再在80 ℃烘箱中进行真空干燥。
...【技术特征摘要】
1.一种新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，其结构特征如式1所示，其中n ≥1，m ≥ 1，p ≥ 1；m，n，p均为整数，r为碳数2~6的脂肪族烃基，ar表示苯环，苯环所连羰基互为邻位、间位或者对位；
2.如权利要求1所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇，其特征在于，所述聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇数均分子量范围在2000-10000da。
3.一种如权利要求1所述新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述单体二元醇的结构式如式2所示，其中，r为碳数2~6的脂肪族烃基，ar表示苯环，苯环所连羰基互为邻位、间位或者对位；
5.根据权利要求3所述的新型生物降解聚酯聚碳酸酯共聚物二元醇的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述催化剂选自钛酸四丁酯、氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩东梅，肖榕滨，孟跃中，肖敏，王拴紧，黄盛，黄智恒，徐艳，吴嫦娥，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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