[发明专利]脂肪族聚碳酸亚酯-芳香族聚酯共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种脂肪族聚碳酸亚酯与芳香族聚酯的共聚酯，以及该共聚酯的制备方法。

背景技术

聚碳酸亚二醇酯是利用二氧化碳和环氧化合物聚合而成的一种高分子材料，其中脂肪族聚碳酸亚二醇酯有好的生物降解性能，而且此类聚酯一般有较好的低温柔顺性、气体阻隔性和透明度，使其可用作药物缓释体系的载体、薄膜包装材料、固体电解质、无机填料表面处理等。但是由于脂肪族聚碳酸亚二醇酯自身较差的热稳定性，严重影响其在各个领域的实际应用。

在脂肪族聚碳酸亚二醇酯的研究中，国内外研究得较多的有聚碳酸亚乙二醇酯二醇，聚碳酸亚丁二醇酯二醇，聚碳酸亚丙二醇酯二醇与其他化合物的共聚，比如由聚碳酸亚乙酯与二异氰酸酯合成聚碳酸亚乙酯聚氨酯弹性体(CN1865311A)，又例如用聚己二戊二碳酸亚酯二元醇为原料合成一类具有优良性能的聚碳酸亚酯型卷帙弹性体(谢兴益，刘叻，钟银屏.生物医学工程学杂志，1999，16：121-122)，或者合成出一些耐溶剂的脂肪族聚碳酸亚酯型聚氨酯弹性体(Harris RF，Joseph MD，Avisdson CD er al.J Appl Polym Sci，1990，41：487-507)，或者以聚碳酸亚丙酯和甲苯二异氰酸酯为原料合成出了聚碳酸亚丙酯聚氨酯弹性体(彭汉等.聚碳酸亚丙酯聚氨酯弹性体的合成与性能，化学世界，1995，8：426-428)。

相比于聚碳酸亚二醇酯，芳香族聚酯则是研究的很详细的一类高聚物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，它们均具有优良的耐热性、HDT温度高、耐化学腐蚀，是综合性能优良的高分子材料，目前已广泛应用于纤维与薄膜等领域。然而，其使用后的废品数目巨大且对微生物的抵抗性很强，存在周期为30～50年，对环境造成很大的污染。

为了改善芳香族聚酯的降解性，国内外研究者在共混和共聚改性方面开展了大量的工作。在共混方面，PET与PLA、PEG、淀粉、PCL等合成或天然高分子的共混结果显示，易降解组分的降解可以导致材料的部分生物破坏。Nagata等(Polym.Int.，199639：83)采用直接缩聚法制备了一系列PET-PEG共聚物，实验结果表明，PEG的引入降低了PET链段的规整度，增加了聚合物的亲水性。另外，有学者采用酯交换法制备了一系列共聚物，如PET-PGA(Niekraszewicz等Polish patent，171 062 B1；Polym.Prepr.，198930：197)、PET-PHB(Imu等Japanese patent，08217865A2)、PET-BS(Kim等Pollimo.，199620：431)、PET-PCL(Tokiwa等Polym.Degrad.Stabil.，199445：205)、PET-PEA(Heidary等J.Environ.Polym.Degrad.，19942：19)，然而这一系列反应需要很高的反应温度，这会导致脂肪族聚酯的降解，而且酯交换效率较低。

在芳香族聚酯的主链上引入脂肪族聚酯的结构单元或链段可提高共聚物的降解性能，如丁二醇、己二酸和对苯二甲酸经缩聚反应合成得到的脂肪族-芳香族共聚酯PBAT(BASF的Ecoflex和Dupont的Biomax)，是一种完全可降解的聚酯材料。

综上所述，制备脂肪族聚碳酸亚酯与芳香族聚酯的共聚酯既可以解决脂肪族聚碳酸亚酯耐热性差的问题，又可以赋予芳香族聚合物生物降解性能，使共聚酯获得优异的综合性能。所以，发展脂肪族聚碳酸亚酯与芳香族聚酯的共聚酯是很有意义的。

发明内容

本发明的目的是针对上述的技术现状而提供一种可生物降解的共聚酯，并且提供一种工艺简单、成本低廉的该共聚酯的制备方法。

本发明的脂肪族聚碳酸亚酯-芳香族聚酯共聚物由6～120个聚碳酸亚酯二元醇单体、10～200个芳香族二酸二甲酯单体、10～200个脂肪族二醇单体无规共聚而成，分子量为5000～60000g/mol；其中

所述的芳香族二酸二甲酯单体的分子式为CH₃O-R₁-OCH₃

基团R₁为中的一种或者多种；

所述的脂肪族二醇单体的分子式为HO-R₂-OH

基团R₂为m＝2～6中的一种或者多种。

所述的聚碳酸亚酯二元醇单体的分子式为

n＝5～120