本发明专利技术公开了一种可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。该可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物，为由A链段和B链段组成的AB型嵌段共聚物；其中，所述A链段为羟基封端的聚酯预聚物，所述B链段为羟基封端的聚碳酸酯预聚物。所述AB型嵌段共聚物的数均分子量为5,000～500,000，分子量分布为1-6。该嵌段共聚物生产成本低，工艺简便，易于操作，仪器分析检测结果正确。该共聚物的拉伸强度为20～60MPa，断裂伸长率为100～1200％，冲击强度大于5KJ/m2。可用作环境友好性高分子材料以及PBS、聚乳酸和聚羟基丁酸等生物降解高分子材料的抗冲改性剂，具有很高的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。
技术介绍
随着环境污染问题的日益严重，生物可降解高分子材料越来越引起人们的重视。其中，脂肪族聚酯由于具有较低的价格和较好的力学性能和加工性能而成为最为经济的生物降解材料。目前，脂肪族聚酯在高端产品领域的应用受限主要在于其性能上存在如熔体强度低，特别是由于脂肪族聚酯的结构与聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯的结构相似，呈现出高度规整性，具有相当高的结晶度和大的球晶，从而导致了其最大的缺陷——脆性的限制。如PBS，尽管具有较低的玻璃化转变温度(_42°C左右)，但由于结晶度在40%以上，脆性非常高，重均分子量为10万的PBS的冲击强度仅为46J/m。因此，克服生物脂肪族聚酯的这些缺点具 有重要的科学价值与实践意义。共聚是改性聚合物的一种常用方法。为了改善脂肪族聚酯的力学性能，在聚酯分子链中引入刚性的苯环是目前最常用的方法之一，但是在其共聚过程中存在着严重的酯交换反应，共聚物一般呈无规共聚物，故其熔点一般下降较多。而且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。Polymer International 2006 55, 545报道了 PBS与马来海松酸酐进行共聚来改性PBS的方法，通过共聚，PBS的弯曲强度及拉伸强度有着较大的提闻，但是冲击强度提闻不太明显。目前改善脂肪族聚酯的生物降解性能主要是在聚酯的分子链中引入聚乙二醇，聚丙二醇等聚醚预聚物制备嵌段共聚物。然而此类方法，虽然能改善脂肪族聚酯的生物降解性能，提高它的韧性，但是同时使它的强度大幅下降。专利CN101649045和CN102020772A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来改性结晶性的脂肪族聚酯制备多嵌段共聚物，可获得高性能的生物降解材料。脂肪族聚碳酸酯因其具有良好的生物相容性能、生物降解性能以及分解产物无污染性而具有很强的应用前景。脂肪族聚碳酸酯分子链的柔顺性非常好，聚合物具有良好的韧性。因此，有望通过脂肪族聚酯与脂肪族聚碳酸酯的嵌段共聚，来提高脂肪族聚酯的生物相容性及冲击强度等性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。本专利技术提供的可生物降解聚酯-聚碳酸酯多嵌段共聚物，为由A链段和B链段组成的AB型多嵌段共聚物；其中，所述A链段为羟基封端的聚酯预聚物，所述B链段为羟基封端的聚碳酸酯预聚物；所述A链段的数均分子量为500-50，000，具体可为1，000-2，800、I,000-4，000、1，000-50，000 或 2，800-4，000，优选 500-35，000，最优选 1，000-20，000 ；所述B链段的数均分子量为500-50，000，具体可为2000-6300、500-2000、2000-50000、6300-50000,6300-18700 或 18700-50000，优选 I, 000-35, 000,最优选 I, 000-30, 000 ;所述A链段和B链段的摩尔比为10 90-95 5，具体可为I : 0.98-18. 98、I 1-8.03、I I. 05-5. 09,1 4. 98-5. 06 或 I. 8-9. 08 1，优选 20 80-95 5。所述AB型多嵌段共聚物的数均分子量为5，000 500，000,具体为98100-10300、25600-500300、28500-102700、48500-438800、49200-97600、68500-89200、28500-129600、129600-368600 或 79400-98100，优选 10，000-40, 000,最优选 20，000-30, 000,分子量分布为 1-6，具体可为 I. 5-5. 9、I. 6-4. 5、I. 9-3. 9,2. 2-2. 9、I. 9-3. 6 或 2. 6-5. 9，优选 I. 2-4. 5，最优选 I. 5-4 ;熔点为 92-110°C，具体可为 95-113°C、96-112°C、103-lll°C*105-109°C，fe伸强度 20-59MPa，具体可为 28_57MPa、30-52MPa、33_47MPa 或 35_46MPa，32MPa,断裂伸长率为 102-980%，具体可为 410-900500-870530-770570-730%或 610-700%，冲击强度为 5. l_41KJ/m2，具体可为 7-35KJ/m2、16-33KJ/m2、18-32KJ/m2 或 22_31KJ/m2。 本专利技术提供的制备上述嵌段共聚物的方法，包括如下步骤I)将碳原子总数为2-12的脂肪族二元酸与碳原子总数为2-12的脂肪族二元醇进行酯化反应，反应完毕后进行缩聚反应，反应完毕得到羟基封端的聚酯预聚物；2)将碳酸二元酯、碳原子总数为2-12的脂肪族二元醇与酯交换反应催化剂混匀进行酯交换反应，反应完毕后进行缩聚反应，反应完毕得到羟基封端的聚碳酸酯预聚物；3)将步骤I)所得羟基封端的聚酯预聚物与步骤2)所得羟基封端的聚碳酸酯预聚物在扩链剂的作用下进行扩链共聚反应，反应完毕得到所述嵌段共聚物。该方法中，所述碳原子总数为2-12的脂肪族二元酸选自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸和十二碳二酸中的至少一种，优选草酸、琥珀酸和己二酸中的至少一种；所述碳原子总数为2-12的脂肪族二元醇选自乙二醇、1，3_丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、1，4-环己烷二甲醇、一缩乙二醇和二缩三乙二醇中的至少一种，优选乙二醇、I，4- 丁二醇、I，6-己二醇和I，4-环己烷二甲醇中的至少一种；所述碳酸二元酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯和碳酸二苯酯中的至少一种，优选碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸二苯酯中的至少一种；所述酯交换反应催化剂选自浓硫酸、对甲苯磺酸、锡粉、三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑、二氧化锗、氯化锗、四氯化锡、醋酸镁、醋酸锌、醋酸锰、碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳原子总数为4-40的烷基锡、碳原子总数为4-40的烷氧基锡、碳原子总数为4-40的烷基锗和碳原子总数为4-40的烷氧基锗中的至少一种，优选锡粉、三氧化二锑、钛酸丁酯、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、二氧化锗、醋酸锌、醋酸锰和辛酸亚锡中的至少一种，更优选三氧化二锑、钛酸丁酯、醋酸锌、碳酸钾、醋酸锰和辛酸亚锡中的至少一种；所述扩链剂选自二环氧化合物、二噁唑啉、二异氰酸酯、聚碳化二亚胺、双邻苯二甲酰亚胺、羧酸酐、双环亚胺酯、有机硅氮烷和二酰基双内酰胺中的至少一种，优选己二酸双(3，4_环氧环己基甲酯)、N，N- 二环氧丙基苯甲酰胺、脲嘧啶、巴比土酸、N-N- 二环氧丙基二酰亚胺、N-N- 二环氧丙基咪唑啉酮、2，2-双(2- 二噁唑啉)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷-4-4’ - 二异氰酸酯、2，2，4_三甲基己烷二异氰酸酯、双(邻苯二甲酰亚胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
由A链段和B链段组成的AB型嵌段共聚物；其中，所述A链段为羟基封端的聚酯预聚物，所述B链段为羟基封端的聚碳酸酯预聚物；所述A链段的数均分子量为500？50,000；所述B链段的数均分子量为500？50,000；所述A链段和B链段的摩尔比为10∶90？95∶5；所述AB型嵌段共聚物的数均分子量为5,000～500,000，分子量分布为1？6。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晋，郑柳春，李春成，朱文祥，张栋，管国虎，肖耀南，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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