本发明专利技术公开一种新型的可生物降解的脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物及制备方法。按重量百分含量计，该共聚物由30-95wt%的脂肪族酯和5-70wt%的半芳香族酰胺组成。该共聚物由大分子的脂肪族聚酯和半芳香族聚酰胺通过酯-酰胺交换反应制得。反应是在惰性气体氛围下，于230℃-280℃时将两种大分子聚合物加入卧式反应釜或密炼机里，熔融反应1-5小时。所得到的产物为含有脂肪族聚酯链段和半芳香族聚酰胺链段的嵌段共聚物。脂肪族聚酯链段赋予其良好的生物降解性，半芳香族聚酰胺链段赋予其良好的热性能和力学性能。本发明专利技术所得到的共聚物既具有良好的热性能、力学性能，又具备快的生物降解速率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型的生物降解脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物及其制备方法， 具体是通过大分子的脂肪族聚酯和半芳香族聚酰胺间的酯-酰胺交换反应得到具有良好的热性能、力学性能和生物降解性能的共聚物。
技术介绍
高分子材料发展迅速，被广泛应用于国民经济、社会生活的各个领域。然而，传统的高分子材料很难生物降解，废弃后会在自然环境中长期存在，造成严重的“白色污染”。而且随着经济的发展，对石油的需求量越来越大，传统高分子材料原料主要来自于石油化工产品，原料瓶颈已经开始出现。为了解决这些问题，发展可降解材料早已提上研究议题。早期的研究主要集中在淀粉、纤维素等材料和聚烯烃的共混，但是这种共混物只是将大块材料分解成细小颗粒，不能完全降解，不可避免造成二次污染，因此开发可完全生物降解的材料成为当务之急。可完全生物降解高分子材料包括脂肪族聚酯，聚酸酐，聚二氧环己酮，脂肪族聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚酯、聚酯酰胺、聚氨基酸、淀粉等。除天然高分子材料的研究外，目前人工合成的可生物降解高分子主要为脂肪族聚酯和芳香族-脂肪族共聚酯，如聚己内酯、聚乙交酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚(己二酸丁二醇酯-co-对苯二甲酸丁二醇酯)等。其中聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚(己二酸丁二醇酯-co-对苯二甲酸丁二醇酯)均已有商业化产品，如BASF公司的Ecovio、日本昭和高分子公司的Bionolle、BASF公司的Ecoflex 和festman公司的festar Bio0但是脂肪族聚酯的热性能和力学性能较差，限制了其应用范围。另一方面，聚酰胺主链含有酰胺键(CONH)，由于分子链间氢键的存在，使其具有较好的热性能和力学性能，但遗憾的是目前商品化的聚酰胺PA-6和PA-66等产品的降解速度非常慢，限制了它们在医用材料和环境友好材料方面的发展。为了综合脂肪族聚酯和聚酰胺的优点，人们合成了脂肪族酯-酰胺共聚物 (polyester-amides, PEAs)。PEAs中酰胺链段所带来的分子链间氢键作用，使其具有较高的热性能和力学性能。同时，脂肪族聚酯链段的存在又赋予其良好的可生物降解性。目前的研究中，主要是利用单体缩聚或者预聚物扩链的方法来制备PEAs，但是该方法对设备要求高，副反应多。(Polymer Engineering and Science,, 24 (17) : 1300-1305 (1984)、 Journal of Polymer Science =Part A =Polymer Chemistry,41(18) :2778-2793(2003) > Macromolecules,36 (19) :7143-7154 (2003)、Journal of Applied Polymer Science, 112(6) :3449-3461(2009))报道了聚酯和聚酰胺间的交换反应，表明通过酯-酰胺交换反应可制得聚酯酰胺共聚物，但是其所用聚酯为半芳香族聚酯，得到的共聚物无法生物降解。目前，尚未公开利用脂肪族聚酯和半芳香族聚酰胺间的的酯-酰胺交换反应方法来制备可生物降解聚酯酰胺共聚物
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的可生物降解的脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物，所述共聚物既具有优良的热性能和力学性能，又具有良好的生物降解性。为实现以上专利技术目的，本专利技术所采取的技术方案是本专利技术可生物降解的脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物按重量百分含量计，由以下两种单元组成脂肪族酯30_95wt%，半芳香族酰胺5_70wt %。本专利技术可生物降解的脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物的制备方法如下将30-95重量份的脂肪族聚酯和5-70重量份的半芳香族聚酰胺混合均勻，后加入到反应器中在惰性气体氛围条件下于230-280°C进行酯-酰胺交换反应1-5小时，所述脂肪族聚酯和半芳香族聚酰胺的总重量份为100。进一步地，本专利技术所述脂肪族聚酯为聚乙交酯、聚己内酯、聚己二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚丁二酸丁二醇酯中的任一种或任几种的组合。进一步地，本专利技术所述半芳香族聚酰胺为聚间苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰己二胺、聚间(对)苯二甲酰己二胺、聚间苯二甲酰壬二胺、聚己二酰间苯二甲胺中的任一种或任几种的组合。与现有技术相比，本专利技术的优点是由于在脂肪族聚酯的大分子链中映入半芳香族酰胺基团，所得共聚物的热性能和力学性能均优于现有脂肪族聚酯，其生物降解性能远优于现有聚酰胺。更令人想不到的是，本专利技术所得的脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物具有比脂肪族聚酯更快的降解速度。具体实施例方式本专利技术用下列实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。以下实施例中，反应可在各类反应器中进行，优选卧式反应釜或密炼机。以下实施例中，共聚物的拉伸和弯曲性能通过Zwick Z020万能材料试验机测得，拉伸性能按照 GB1040-2测定，弯曲性能按照GB/T 9341-2000测定；悬臂梁缺口冲击强度是在CEAST冲击试验仪上测定，冲击强度按GB-1843标准测定。热分解温度使用Pyris 1热重分析仪测试， 在N2氛围下以10°C /min从室温加热到600°C，在100°C时停留5min除去所有的水分。降解测试是在80°C，pH = 10的磷酸盐缓冲溶液中测定，每天测定其失重率，取样品失重率为 90%时所需的时间。实施例1 将95重量份的聚丁二酸丁二醇酯(PBQ和5重量份的聚间(对)苯二甲酰己二胺，加入到立式反应釜中，在氩气氛围中加热到^KTC,熔融搅拌，进行酯-酰胺交换反应， 反应时间为1小时，到达反应时间后，停止搅拌，取料得到脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物。 所得共聚物的性能见表1。实施例2 将50重量份的聚己内酯和50重量份的聚间(对)苯二甲酰己二胺混合均勻，加入到卧式反应釜中，在氩气气氛围中加热到^KTC，熔融搅拌，进行酯-酰胺交换反应，反应时间为5小时，到达反应时间后，停止搅拌，取料得到脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物。所得共聚物的性能见表1。实施例3 将份30重量份的聚丁二酸丁二醇酯和70重量份的聚间(对)苯二甲酰己二胺混合均勻，加入到卧式反应釜中，在氮气氛围中加热到260°C，熔融搅拌，进行酯-酰胺交换反应，反应时间为5小时，到达反应时间后，停止搅拌，取料得到脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物。所得共聚物的性能见表1。实施例4 将25重量份的聚己二酸丁二醇酯、25重量份的聚羟基丁酸酯、25重量份的聚间苯二甲酰己二胺和25重量份的聚间苯二甲酰壬二胺混合均勻，加入到密炼机中，在氮气氛围中加热到260°C，熔融搅拌，进行酯-酰胺交换反应，反应时间为4小时，到达反应时间后，停止搅拌，取料得到脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物。所得共聚物的性能见表1。实施例5 将50重量份的聚丁二酸丁二醇酯和50重量份的聚间(对)苯二甲酰己二胺 (PA6IcoT)混合均勻，加入到卧式反应釜或密炼机中，在氮气氛围中加热到260°C，熔融搅拌，进行酯-酰胺交换反应，反应时间为5小时，到达反应时间后，停止搅拌，取料得到脂肪族酯-半芳香族酰胺共聚物。所得共聚物的性能见表1。实施例6 将25重量份的聚乙交酯、25重量份的聚乳酸和50份的聚间(对)苯二甲酰己二胺(PA6IcoT)混合均勻，加入到卧式反应釜中，在氮气氛围中加热到230°C，熔融搅拌，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚臻，曹堃，孙加明，王强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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