[发明专利]脂肪族二元酸-1,2-丙二醇聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及脂肪族聚酯技术领域，尤其涉及一种脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯及其制备方法。

背景技术

脂肪族聚酯是一类可生物降解的高分子聚合物，可以通过生物发酵法或者化学合成法制备，其中化学合成的脂肪族聚酯由于具有便于批量生产和综合性能优异等特点而得到了广泛应用，如单独作为可生物降解的高分子材料，或者与其他高分子聚合物共混获得性能优异的塑料，或者作为无毒的增塑剂或增韧剂用于二氧化碳树脂(PPC)、聚乳酸(PLA)、聚3-羟基丁酸酯(P3HB)等生物降解高分子材料及聚氯乙烯(PVC)等通用高分子材料中。

脂肪族聚酯一般是以丁二酸、己二酸等脂肪族二元酸和乙二醇、丙二醇、丁二醇等脂肪族二元醇为原料，进行缩聚反应后得到的聚酯类化合物。其中，1，2-丙二醇可以通过玉米深加工获得，成本低廉，因此在制备脂肪族聚酯中获得了广泛的应用。如申请号为200810018619.X的中国专利文献公开了一种由芳香族二羧酸或其衍生物与1，2-丙二醇反应得到的高分子聚酯，可以用于树脂、薄膜、纤维等各种领域，具有较好的染色性能和流动性。申请号为200710099890.6的中国专利文献公开了一种以对苯二甲酸和1，2-丙二醇为原料制备的聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯，该聚酯具有优异的机械性能和透明性，且不容易结晶，可以用于纺织品、地毯纤维、薄膜、工程塑料及包装材料等方面。申请号为200710099889.3的中国专利文献公开了一种以脂肪族二元酸和1，2-丙二醇为原料制备的聚酯，该聚酯价格低廉、可完全生物降解，且力学性能优异，可以代替聚烯烃等非生物降解塑料用于制备薄膜、纤维、注塑制品及包装材料等。上述公开的聚酯均以价格低廉的1，2-丙二醇为原料，但是所述聚酯的分子结构中只有碳碳键和酯键，不含其他结构单元，导致聚酯的性能及应用受到限制。

氨基酸含有丰富的侧氨基，具有优异的生物相容性和生物降解性能。本发明人考虑，将氨基酸引入脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯中不仅不会影响该聚酯的生物降解性，而且能够增加聚酯的结构单元，调整聚酯的结构、改善聚酯的性能、扩大聚酯的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯及其制备方法，本发明提供的脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯含有氨基酸结构单元，结构多样，且可生物降解。

本发明提供了一种脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯，由脂肪族二元酸单体、1，2-丙二醇和氨基酸单体进行聚合反应得到，所述脂肪族二元酸单体、1，2-丙二醇和氨基酸单体的摩尔比为1∶1～3∶0.01～2。

本发明还提供了一种脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯的制备方法，包括：

脂肪族二元酸和1，2-丙二醇进行酯化反应，得到第一中间产物；

所述第一中间产物与氨基酸单体进行缩聚反应，得到脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯。

优选的，所述脂肪族二元酸为乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸和癸二酸中的一种或多种。

优选的，所述酯化反应中的酯化催化剂为醋酸盐和钛化合物中的一种或多种。

优选的，所述脂肪族二元酸、1，2-丙二醇和氨基酸单体的摩尔比为1∶1～3∶0.01～2。

优选的，所述酯化反应的温度为120℃～220℃。

优选的，所述氨基酸单体为单氨基单羧基氨基酸单体。

优选的，所述氨基酸单体为甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸中的一种或多种。

优选的，所述缩聚反应中的催化剂为钛化合物、锡化合物和锑化合物中的一种或多种。

优选的，所述缩聚反应的温度为210℃～260℃，所述缩聚反应的压力为5Pa～200Pa。

与现有技术相比，本发明在脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯中引入了氨基酸结构单元，通过调节氨基酸单体的种类和加入比例，可以得到结构多样的脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯。本发明提供的脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯分子链中除了碳碳键和酯键外，还含有酰胺键，酰胺键赋予所述聚酯良好的性能，能够扩大所述聚酯的应用。同时，由于引入的氨基酸为可生物降解物质，得到的脂肪族二元酸-1，2-丙二醇聚酯具有良好的生物降解性。进一步的，本发明以直链脂肪族二元酸为原料得到的分子量较小的线型聚酯，适于用作增塑剂，尤其是生物降解高分子材料及通用高分子材料的增塑剂。

具体实施方式