【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子新材料领域，具体涉及一种聚丁二酸呋喃二甲酸丁二醇酯生物降解嵌段聚酯材料的制备方法。
技术介绍
1、高分子材料以低廉的价格、优异的性能和丰富的功能在人们日常生活和生产中占据了不可或缺的地位，但是高分子制品的遗弃已经成为环境的巨大负担。随着对环境污染治理的逐渐重视，不断更新的禁塑令让可生物降解塑料加速进入到生产生活中，但是大部分可生物降解塑料并不能完全满足使用需求。
2、目前可生物降解高分子材料包括天然高分子材料、可完全降解生物基塑料、可完全生物降解的石油基材料三类，如聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯等等。其中，合成主要原料为丁二酸和丁二醇的聚丁二酸丁二醇酯材料，既可以由传统的石油化工路线得到，也可以通过纤维素、葡萄糖、果糖等经生物发酵的途径生产，并且与其它可生物降解塑料相比，聚丁二酸丁二醇酯的断裂伸长率相对较高，较低的熔点和结晶温度也使得其表现出良好的加工性能。但是，聚丁二酸丁二醇酯材料还存在拉伸强度和抗冲击强度不足等缺点。
3、共聚是对聚合物进行改性的一种常用方法，在聚合物分子链中引入刚性的苯环是目前最常用的改善脂肪族聚合物的力学性能方法之一，但是在其共聚过程中存在着严重的酯交换反应，通常会生成无规共聚物，导致熔点下降较多。同时，由于非降解性苯环的引入，脂肪族聚酯的降解性能严重下降。
4、polymerinternational200655,545报道了通过与马来酸酐共聚来实现对pbs改性的方法，共聚产物的弯曲强度及拉伸强度有着较大的提高，但冲击强度提高不明
5、中国专利文献cn101649045a和cn102020772a分别报道了在一种结晶性的脂肪族聚酯分子链中引入无定形的或玻璃态的脂肪族聚酯软段的方式来改性结晶性的脂肪族聚酯制备多嵌段共聚物，制备出了高性能的生物降解材料，但是其冲击强度的提高极其有限。
6、中国专利文献cn104072954a公开了一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，该聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯复合材料由第一聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯；第一聚合物与助剂共混形成；所述助剂由纤维素珠或纤维素晶须经末端带有氨基的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝第二聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯与第二聚合物形成。该专利技术通过共混进行改性，增韧聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯及提高其抗冲击强度；通过添加助剂，提高共混物的界面相容性，并且助剂中的纤维素珠或纤维素晶须可起到增强共混物的作用，但是助剂的加入会影响材料的生物相容性以及降解速度。
7、中国专利文献cn110229480a公开了一种聚呋喃二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯共混物的制备方法，将含有聚2,5-呋喃二甲酸-1,4-丁二醇酯和聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯的混合物，熔融共混，得到所述聚2,5-呋喃二甲酸-1,4-丁二醇酯和聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯共混物。该共混物降低聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯的熔点，更低的熔点有利于降低合成和加工温度，减少能量消耗，进一步得到具有高气体阻隔性能的生物基共混物。如此，可以更好地满足共聚酯材料在食品包装、药品包装、汽车、电子等领域的应用需求。但是，该方案通过物理改性的方法得到聚2,5-呋喃二甲酸-1,4-丁二醇酯和聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯共混物，两种聚合物分子间仅通过熔融方法机械混合在一起，存在相容性较差的问题，导致最终得到的共混物力学性能较差；同时，物理共混增加了工艺流程，对两种聚合物本身的特性难免会造成损失。
8、常萌等报道的聚2，5-呋喃二甲酸－对苯二甲酸丁二醇酯(pbft)的合成与性能(北京化工大学学报(自然科学版)，2015年第二期(41-45))，以2，5-呋喃二甲酸(fdca)、对苯二甲酸(pta)、1，4-丁二醇(bdo)为原料，钛酸四丁酯为催化剂，通过改变fdca与pta物质的量之比(0∶10～3∶7)及缩聚温度，采用直接酯化法来制备聚2，5-呋喃二甲酸－对苯二甲酸丁二醇酯(pbft)，并对其结构和性能进行了分析表征。通过对不同配比pbft共聚酯的红外谱图进行结构分析，可以清晰地分辨出特征官能团(呋喃环和苯环上的碳碳双键、酯基、呋喃环)的标志峰；对pbft共聚酯的特性黏度、dsc、tg等性能进行分析发现:随着fdca含量的增加，pbft共聚酯的特性黏度由0.8逐渐下降至0.4，共聚酯颜色加深，冷结晶温度tcc增加，热结晶温度tmc和熔点tm下降，热稳定性能下降，热分解温度由357℃下降至277℃。该文献采用对苯二甲酸为原料进行的系列研究，且三种原料同时加入的方式进行的聚合反应，很难保证聚合物结构单元的规律性，导致聚合度难以控制，产品特性粘度较低，力学性能差，高性能产品开发难度大。
9、中国专利文献cn109810248a公开了一种呋喃二甲酸共聚酯的制备方法，包括以下步骤：将第一组份(呋喃二甲酸和/或呋喃二甲酸酯化物)、第二组份(芳香族二元醇、脂肪族二元醇中的至少一种)、第三组份(羟基数量大于等于3的多元醇)以及酯化催化剂混合，在惰性气氛或氮气气氛下进行反应，得到的第一中间产物继续进行预聚反应，得到第二中间产物；然后在真空条件下，将第二中间产物进行缩聚反应，得到呋喃二甲酸共聚酯，该呋喃二甲酸共聚酯的链段结构为网络状结构。该方法制得的呋喃二甲酸共聚酯主要是通过羟基数量大于等于3的多元醇的加入使其在更短的时间内缩聚聚合得到分子量更高的网络状结构的共聚酯，但是该共聚酯的断裂延伸率差。
10、中国专利文献cn109721716a公开了一种呋喃二甲酸共聚酯及其制备方法，包括以下步骤：(1)将二元酸或其酯化物、二元醇以及酯化反应催化剂混合，在惰性气氛下进行酯化反应，得到第一中间产物；其中，所述二元酸包括呋喃二甲酸，所述二元醇包括乙二醇、1,4-环己烷二甲醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二甲醇；(2)在真空条件下，将所述第一中间产物进行预缩聚反应，得到第二中间产物；(3)在真空条件下，将所述第二中间产物进行缩聚反应得到呋喃二甲酸共聚酯。通过该方法制得的呋喃二甲酸共聚酯具有较好的耐热性和透明性，但韧性并不理想，这也是聚呋喃二甲酸二元醇酯的通病，原因在于：呋喃二甲酸二元醇酯结构中的间位呋喃环限制了聚酯分子链的运动，分子间位阻较大，结晶速率较慢，导致这种材料脆性较大，断裂延伸率差。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术的主要目的是提供一种聚丁二酸呋喃二甲酸丁二醇酯生物降解嵌段聚酯材料的制备方法，该方法不使用助剂或其他添加剂，制得的嵌段聚酯材料具有高的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率，韧性好，可降解，生物基来源广泛、减碳等特点。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种聚丁二酸呋喃二甲酸丁二醇酯生物降解嵌段聚酯材料的制备方法，包括如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚丁二酸呋喃二甲酸丁二醇酯生物降解嵌段聚酯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含钛的介孔二氧化硅的加入量为反应物总量的0.05wt％～0.1wt％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丁二酸丁二醇酯化物与所述呋喃二甲酸丁二醇酯的摩尔比为0.05～5:1，优选0.5～2:1。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应的温度为220～300℃，压力为0～100Pa，时间为0.5～10h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丁二酸丁二醇酯的制备方法包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含钛的介孔二氧化硅的加入量为所述生物基丁二酸和/或丁二酸酐与所述1,4-丁二醇总量的0.005wt％～0.1wt％。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述生物基丁二酸和/或丁二酸酐与所述1,4-丁二醇的摩尔比为1:1～1.6；和/或
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述含钛的介孔二氧化硅的加入量为所述呋喃二甲酸与所述1,4-丁二醇总量的0.05wt％～0.1wt％。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述1,4-丁二醇与所述呋喃二甲酸的摩尔比为1.0～1.5:1；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种聚丁二酸呋喃二甲酸丁二醇酯生物降解嵌段聚酯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含钛的介孔二氧化硅的加入量为反应物总量的0.05wt％～0.1wt％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丁二酸丁二醇酯化物与所述呋喃二甲酸丁二醇酯的摩尔比为0.05～5:1，优选0.5～2:1。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应的温度为220～300℃，压力为0～100pa，时间为0.5～10h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丁二酸丁二醇酯的制备方法包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：任春晓，陈华祥，李锦山，李阳，赵梓贺，李传玺，牛晓辉，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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