[发明专利]可生物降解枝化共聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于共聚酯产品及其制备方法技术领域，特别涉及一种可生物降解枝化共聚酯 及其制备方法。

背景技术

近年来，随着塑料工业的发展和人们环保意识的增强，由传统塑料引起的“白色污染” 问题(如废弃塑料薄膜，废弃塑料包装袋等对环境的污染)，正逐步受到人们的广泛关注。 如何有效解决塑料产品的使用与环境破坏之间的矛盾，就显的越来越重要。因此有关各种 “环境友好材料”尤其是全生物降解塑料的研究和应用已经成为人们的重点关注对象。特 别是脂肪族聚酯作为一种优秀的可生物降解塑料正越来越受到人们的青睐。

聚丁二酸丁二酯(PBS)具有较好的力学和生物降解性能，因此从可生物降解脂肪族聚酯 中脱颖而出，并成为国内外科研工作者的研究热点。相关产品已经商品化。但PBS的结晶 度较高，可达40％～60％，在自然界中的生物降解速率较慢，并且其分子量低，熔体强度和 熔体粘度低等缺点进一步限制PBS的应用领域。与芳香族聚酯相比较，脂肪族聚酯最大问 题是热稳定性差，在较高温度下容易发生脱羧、环化和热降解等副反应，所以难以得到高 分子量的产品。为此，有关聚酯扩链剂和催化剂的研究和应用受到人们的广泛关注。人们 以对苯二甲酰双己内酰胺(TBC)为扩链剂来提高PBS的分子量(Zhao J.B，Li K.Y，Yang W.T， J Appl Polym Sci，2007，106，590)，结果表明扩链剂的引入在一定程度上提高聚酯的分子量。 但该方法存在工艺复杂、对环境不友好等缺点，从而使其应用受到限制。此外，人们又将 一种以TiO₂和SiO₂的共聚混合氧化物复合高活性聚酯催化剂引入到聚酯反应中(Seidel U， Eckert T，Chem.Fibers Int，1999，49，27)。该催化剂具有较高的反应活性，可以减小聚酯的 反应时间，但其存在会使制品着色相发黄等问题，从而影响产品的外观。一般而言，聚合 物的加工流变性不但与其分子量及其分布大小有关，而且还与聚合物的枝化结构有关。因 此，有关枝化共聚酯的研究正受到人们的广泛关注。人们以三甲醇基丙烷为枝化剂来改性 PBS，从而制得枝化PBS(Kim E.K，Bae J.S，J Appl Polym Sci，2001，80，1388)。结果表明， 枝化剂的引入可以在一定程度改善了PBS的流变性能。但与纯PBS相比，枝化PBS的分 子量和力学性能在一定程度有所下降，从而影响其应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有实际应用价值的并且价格相对有竞争力的可生物降解 枝化共聚酯，以及它的制备方法。该共聚酯可克服纯PBS材料性能上的缺陷，如存在相对 较高的结晶度和较缓慢的结晶速度及较低的熔体强度和熔体粘度。

本发明的另外一个目的是针对经由缩聚反应提高PBS及其共聚物分子量的缺陷，提供 一种高效的复合催化体系。

本发明所提供的可生物降解枝化共聚酯，其重复单元的组分构成为下述三组中的任何 一组：

A.(1)重复单元的酸组分：丁二酸；

(2)重复单元的醇组分：丁二醇，占总醇的摩尔百分含量为75％～99.5％，其余醇组分 为含有侧基的脂族二元醇、C₂、C₃、C₅～C₁₀链烷二醇或脂族三元醇中的一种或多种；

B.(1)重复单元的酸组分：丁二酸，占总酸的摩尔百分含量为85％～99％，其余酸组分为 含有侧基的脂族二元酸、C₃、C₅～C₈链烷二酸、对苯二甲酸或三元酸中的一种或多种；

(2)重复单元的醇组分：丁二醇；

C.(1)重复单元的酸组分：丁二酸，占总酸的摩尔百分含量为85％～99％，其余酸组分为 含有侧基的脂族二元酸、C₃、C₅～C₈链烷二酸、对苯二甲酸或三元酸中的一种或多种；

(2)重复单元的醇组分：丁二醇，占总醇的摩尔百分含量为75％～99.5％，其余醇组分 为含有侧基的脂族二元醇、C₂、C₃、C₅～C₁₀链烷二醇或脂族三元醇中的一种或多种；

其中，A、B和C三组中醇组分和酸组分的摩尔含量比均为1.1～1.4；