[发明专利]一种制备嵌段聚酯-酰胺共聚物的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种利用固相聚合的方法制备嵌段聚酯-酰胺共聚物的方法。

背景技术

嵌段聚酯-酰胺共聚物

聚酯和聚酰胺是聚合物工业中两类非常重要的高分子材料。他们有各自的优缺点。对于聚酯，当它作纺织纤维用时，吸水性较差，而且容易产生静电。但聚酯的优点在于其有较好的溶解性能，易于水解；它还有较好的抗冲性能，较高的模量和强度。此外，酯键的存在降低了熔点，有利于在熔融状态下加工制备纤维材料和各类型材。和聚酯相比，聚酰胺的缺点在于其模量低，刚性差，易产生蠕变。但是从结构方面考虑，聚酰胺这类聚合物的主链上含有酰胺基团，它的存在不仅使聚酰胺分子链之间的氢键作用增强，还给聚合物带来较大的极性基团，使分子结构呈规则排列。因此，和具有类似结构的相应的聚酯相比，聚酰胺有更好的力学性能，有较高的玻璃化转变温度和较高的熔点。此外，聚酰胺还具有较好的吸水性，较高的结晶速率，耐磨损等优点。由于聚酯和聚酰胺各有优点，且各自的优点呈现互补性。因此若能将两者的优点结合到一起，则可以制造出一些兼具两者优点的新材料，从而改善聚合物的性能。

嵌段聚酯-酰胺共聚物是一种由聚酯链段和聚酰胺链段通过键合而构成的嵌段共聚物，其结构为：

或者

或者

或者

其中：R1、R2、R3和R4为可独立地为烷基、取代烷基、芳基或取代芳基；n和m为大于或等于1的整数。

嵌段聚酯-酰胺共聚物是一种新型的可生物降解高分子材料，酰胺链段分子链间氢键的存在使共聚物具有较高的热力学性能和强度，同时共聚物的熔体强度也较相应的聚酯均聚物有了较大的提高；共聚物中稳定的酰胺键的存在也使得产物具有较好的热稳定性；共聚物中引入的脂肪族聚酯链段能使产物具有良好的生物降解性能。由于聚酯酰胺具有的多种优良性能，其在生物医用高分子材料如一次性手术缝合线、人工骨内/外固定装置，缓释药物制剂等、医药、食品等包装材料、堆肥用材料及其黏结剂、多层复合材料及环境友好材料等方面得到广泛的应用。

聚酯-酰胺共聚物最初是由W.H.Carothers在本世纪初从1，3-内二醇、己二酸和氨基己酸进行熔融缩聚制得的，目的是提高聚酯材料的熔点、降低溶解性。后来随着对此材料研究的深入，人们合成了各种聚酯酰胺共聚物，其应用范围也得以扩大。近年来在研究聚酯酰胺的多样性和功能性方面取得了大量而有成效的研究成就。采用ε-己内酯与吗啉-2，5-二酮的共开环聚合，L-乳酸与ε-己内酰胺、ε-己内酯与ε-己内酰胺的阴离子聚合，己二醇、己二胺与己二酸的共缩聚反应，脂肪族聚酯与聚酰胺的酯的交换反应，氨基酸或氨基醇与脂肪族聚酯的嵌段共聚反应等技术路线的研究获得了结构丰富的聚酯酰胺及其共聚物。

嵌段聚酯聚醚共聚物聚合方法

总的来说，合成聚酯酰胺，可以像合成聚酯和聚酰胺那样，使用缩聚的方法。这其中有几种方法可供选择：第一种方法是单体(内酯)先开环聚合再和二胺，二醇等其它单体缩聚；第二种方法是通过酯化反应或酰基化反应预先形成一种含有酯基或4和酰胺基的单体，然后再和其它单体缩聚(这种预先形成的单体通常有四类：双酯-二胺，双酰胺-二醇，双酰胺-二酯，低聚酯，其中前三者的不同之处在于其各自的端基分别是氨基、羟基、酯基；第三种方法是把这两种方法结合到一起使用。由于有三种不同的方法可以合成脂肪族聚酯-酰胺，因此选择不同的方法进行合成便可以得到不同结构的脂肪族聚酯-酰胺，即在聚合物主链上酰胺基和酯基以不同方式排列，从而导致上述三类脂肪族聚酯-酰胺的形成。也就是说，所合成的脂肪族聚酯-酰胺是交替型的，嵌段型的，还是无规型的，取决于合成初始所用的原料和所使用的合成方法及过程。其中交替型和嵌段型脂肪族聚酯-酰胺一般是通过双酯-二胺，双酰胺-二醇，双酰胺-二酯这三类预先形成的单体制备的。