一种聚乳酸共聚物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸共聚物及其制备方法，该共聚物以乳酸和共聚单体为原料，在催化剂的存在下，在0.01-30kPa的压力和160-230℃的温度下熔融聚合5-80小时。制备得到同时具备较高分子量和较高玻璃化转变温度的含有芳环二元羧酸单元，脂环二元醇单元，或者还含有脂环二元羧酸单元的聚乳酸共聚物。该方法采用熔融聚合一步法，工艺直接简单。且改善了聚乳酸耐热差的缺点，提高了其应用范围，可以广泛应用到更高耐热要求的包装领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种聚乳酸共聚物及其制备的方法。
技术介绍
进入21世纪，环境污染和资源短缺已经成为全球性的问题，同时也越来越受到人们的重视。以石油为原料的合成高分子材料应用广泛，对人类文明的发展作出了重要贡献。但是这类材料使用后很难回收利用，造成目前严重的“白色污染”问题；另一方面，石油是不可再生资源，越来越大量的消费使人类面临严重的资源短缺问题。人们期望降解塑料，尤其是可再生资源由来的降解材料的研发和应用在不久将来可以大大缓解这两大问题。聚乳酸(PLA)是目前研究应用相对较多的一种降解材料，它是以淀粉发酵(或化学合成)得到的乳酸为基本原料制备得到的一种环境友好材料，它不仅具有良好的物理性 能，还具有良好的生物相容性和降解性能，且对人体无毒无刺激。作为半结晶的材料，聚乳酸在很多方面可以代替通用塑料应用。但是它的玻璃化转变温度(Tg)在60摄氏度以下，限制了聚乳酸更广泛的应用。提高聚乳酸的耐热性能可通过改善聚乳酸的结晶或提高其玻璃化转变温度来实现。其中提高聚乳酸的结晶能力主要包括以下几个方面的研究1)提高L-乳酸的纯度；2)加入晶核；3)与无机纳米材料复合；4)聚L乳酸与聚D乳酸的立构络合物。提高聚乳酸的玻璃化转变温度可以通过乳酸与高玻璃化转变的刚性聚酯进行共混或共聚合来实现。由于聚乳酸和高玻璃化转变的刚性聚酯相容性很差，所以必须通过共聚来提高聚乳酸的玻璃化转变温度。目前共聚制备的高玻璃化转变的聚乳酸相关文献专利很少。仅有专利200580024916. X记载制备分子量可达5W的高玻璃化转变的聚乳酸共聚物，但其是通过利用高反应活性但同时高毒性的碳酰氯才得以实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种玻璃化转变温度和分子量都较高的聚乳酸共聚物及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下措施达到一种聚乳酸共聚物一种聚乳酸共聚物，该共聚物含有脂环二元醇共聚单元、和芳环二元羧酸共聚单J Li ο考虑到对玻璃化转变温度的影响，本专利技术的聚乳酸共聚物中所含有的脂环二元醇共聚单元为具有分子式-O-R' -O-的脂环二元醇单体单元，其中R'为脂环结构，即二元醇共聚单元为含有脂环结构的二元醇单体单元。为防止支化交联，脂环二元醇共聚单元优选为其分子结构中不含其它可进行缩合反应的基团，除此之外，本专利技术对于脂环二元醇共聚单元的分子结构没有特别的限制。上述脂环二元醇共聚单元-O-R' -O-中，其中R'可以是多环的脂环结构，也可以是单环的脂环结构，单环和多环的脂环结构可以是带取代基的单环和多环的脂环结构，也可以是不带取代基单环和多环的脂环结构，本专利技术中所述取代基均为不可进行缩合反应的基团，如烧基、烧氧基、酷基、酸基、醒基、臆基、硝基或齒素基团。其中的多环可以是螺环，可以是稠环，也可以是桥环；其中的单环可以是三元及三元以上的任意元环。脂环二元醇共聚单元进一步优选为带取代基或不带取代基的环丙二醇单元，环丁二醇单元，环戊二醇单元，环己二醇单元，1,4:3,6-双脱水甘露醇单元，1,4:3,6-双脱水艾杜糖醇单元，或异山梨醇单元中的一种或多种；其中最优选为带取代基或不带取代基的异山梨醇单元，1，4:3，6_双脱水甘露醇单元或I，4: 3，6-双脱水艾杜糖醇单元中的一种或多种。本专利技术的聚乳酸共聚物中所含有的芳环二元羧酸共聚单元为具有分子式为_S_Ri_的二元羧酸单体单元，其中R为芳环结构。为防止支化交联，芳环二元羧酸共聚单元优选为其分子结构中不含其它可进行缩合反应的基团。除此之外，本专利技术对于芳环二元羧酸共聚单元的分子结构没有特别的限制。上述芳环二元羧酸共聚单元_1R_S_中，R可以是单环的芳环结构，也可以是多 环的芳环结构，单环和多环的芳环结构可以是带取代基的单环和多环的芳环结构，也可以是不带取代基单环和多环的芳环结构，取代基的描述见上述记载。其中，多环的芳环结构中两个羧羰基既可以连在同一个芳环上，也可以连在不同的芳环上。其中，单环的芳环结构可以是三元及三元以上的任意元环。芳环二元羧酸共聚单元进一步优选为带取代基或不带取代基的间苯二甲酸单元、对苯二甲酸单元或萘二甲酸单元中的一种或多种。本专利技术的聚乳酸共聚物的重均分子量优选为50，000-250，000，进一步优选为100，000-250，000。本专利技术的聚乳酸共聚物的玻璃化转变温度优选为65°C _120°C，进一步优选为750C -120°C。本专利技术的聚乳酸共聚物中还含有脂环二元羧酸共聚单元，所含有的脂环二元羧酸共聚单元为具有分子式为的二元羧酸单体单元，其中R"为脂环结构，即脂环二元羧酸共聚单元为含有脂环结构的二元羧酸单体单元。为防止支化交联，脂环二元羧酸共聚单元优选为其分子结构中不含其它可进行缩合反应的基团。除此之外，本专利技术对于脂环二元羧酸共聚单元的分子结构没有特别的限制。上述脂环二元羧酸共聚单元中，R"可以是单环的脂环结构，也可以是多环的脂环结构，单环和多环的脂环结构可以是带取代基的单环和多环的脂环结构，也可以是不带取代基单环和多环的脂环结构，取代基的描述见上述记载。其中，多环的脂环结构可以是螺环，可以是稠环，也可以是桥环，两个羧羰基既可以连在同一个脂环上，也可以连在不同的脂环上；其中，单环的脂环结构可以是三元及三元以上的任意元环。脂环二元羧酸共聚单元进一步优选为带取代基或不带取代基的环丙二甲酸单元，环丁二甲酸单元，环戊二甲酸单元，环己二甲酸单元，或环庚二甲酸单元中的一种或多种；其中最优选为带取代基或不带取代基的环己二甲酸单元。上述聚乳酸共聚物的制备方法本专利技术的聚乳酸共聚物制备的方法以乳酸和共聚单体为原料，在催化剂的存在下，在O. 01-30KPa的压力和160-230°c的温度下熔融聚合5_80小时。其中，共聚单体中包括脂环二元醇单体和芳环二元羧酸单体。考虑到对玻璃化转变温度的影响，本专利技术的聚乳酸共聚物制备方法中的脂环二元醇单体为具有分子式HO-R' -OH的脂环二元醇单体，其中R'为脂环结构，即脂环二元醇单体为含有脂环结构的二元醇单体。为防止支化交联，脂环二元醇单体优选为其分子结构中不含其它可进行缩合反应的基团，除此之外，本专利技术对于脂环二元醇单体的分子结构没有特别的限制。上述脂环二元醇单体HO-R' -OH中，其中R'可以是多环的脂环结构，也可以是单环的脂环结构，单环和多环的脂环结构可以是带取代基的单环和多环的脂环结构，也可以是不带取代基单环和多环的脂环结构，取代基的描述见上文记载。其中的单环可以是三元及三元以上的任意元环。脂环二元醇单体进一步优选为带取代基或不带取代基的环丙二醇单体，环丁二醇单体，环戊二醇单体，环己二醇单体，1，4:3，6-双脱水甘露醇单体，1，4:3，6-双脱水艾杜糖醇单体，或异山梨醇单体中的一种或多种；其中最优选为带取代基或不带取代基的异山梨醇单体，1,4:3,6-双脱水甘露醇单体或I，4:3，6-双脱水艾杜糖醇单体中 的一种或多种。 本专利技术的聚乳酸共聚物制备方法中的芳环二元羧酸单体为具有分子式为的芳环二元羧酸单体，其中R为芳环结构。为防止支化交联，芳环二元羧酸单体优选为其分子结构中不含其它可进行缩合反应的基团。除此之外，本专利技术对于芳环二元羧酸单体的分子结构没有特别的限制。上述芳环二元羧酸单体中，R可以是单环的芳环结构，也可以是多环的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸共聚物，其特征在于：含有脂环二元醇共聚单元和芳环二元羧酸共聚单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任妍虹，叶子浓，宋婷婷，何勇，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：