[发明专利]一种连续生产可生物降解的脂肪-芳香族共聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于可生物降解材料的制备技术领域，具体涉及一种连续生产可生物降解的脂肪-芳香族共聚酯的方法。

背景技术

随着环保意识的提高，人们已经认识到，非降解性塑料给环境造成的压力越来越大，寻找新型的可生物降解的替代材料是当前人们最感兴趣的课题之一。

生物降解聚合物是能够在适合的环境条件下经过一定时间后分解为二氧化碳和水的一类聚合物材料。这种降解过程通常分为两个过程，首先大分子经过水解、光/氧降解后分子量变小，其后进一步被微生物消耗掉，这类微生物可能是细菌、真菌、酵母菌、藻类等。国际标准ISO14855中给出了一种生物降解性能测试方法，在针对塑料材料进行生物降解性能测试的方法中，这种方法是比较权威的检测方法。各个国家和地区根据测试条件和结果定义了各自的降解塑料测试和检验标准，其中有欧盟制定的EN13432测试标准、美国的ASTMD6400、我国的GB/T19277等。

羟基烷基酸酯(盐)聚合物(PHA)，比如聚乳酸(PLA)、聚羟基丁基酯(PHB)、聚己内酯(PCL)、羟基丁基酸-羟基戊酸共聚酯(PHBV)等，有超过30年的使用历史。除了PCL，其他几种均可以通过生物合成得到，而且都具有生物降解性能(M.Kunioka et al，Appl.Microbiol.Biotechnol.，30，569，1989)。

也有报道指出，由脂肪二元酸(或者酯)与二元醇缩聚得到的聚酯也具有生物降解性(J.M.Sharpley et al，编著，《应用科学》，1976，p.775)，但是完全由脂肪族二元醇和二元酸得到的聚酯材料熔点和玻璃化温度都偏低，应用具有缺陷。

芳香酸聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，是用途非常广泛的塑料材料，但是这类材料不具有生物降解性(Kirt-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，Suppl.Vol.，Wiley-Interscience，New York，1984，p.626-668)。

上世纪八十年代初，Y.Tokia和T.Suzuki(Nature，270，76-78，1977；Journal of Applied Polymer Science，26，441-448，1981)指出由丁二酸和脂肪族二醇缩聚得到的脂肪族聚酯可以被酶降解；由芳香族二酸和脂肪族二醇形成的聚酯，如PBT、PET则不能被酶制剂降解；源自PCL和PBT的嵌段共聚酯能够发生酶降解。

专利US5292783和US5446079披露，由脂肪二元酸和芳香二元酸作为重复单元经缩聚后得到嵌段和线性无规的共聚酯，这种材料具备生物降解性能。其中，二元羧酸组合由比例为5-65％摩尔比的脂肪二元酸和比例为35-95％摩尔比的芳香族二元酸组成，二元醇为脂肪族二元醇。

CN101864068A公开了一种聚对苯二甲酸丁二醇/己二酸丁二醇共聚酯的制备方法，用钛化合物和锑化合物为复合催化剂，对苯二甲酸与己二酸的摩尔比为3∶7-8∶2，对苯二甲酸与己二酸摩尔数之和与1，4-丁二醇的摩尔数之比为1∶1.0～1.8，在常压和150-220℃温度下酯化反应，反应减压至高真空10-150Pa，反应终温在265-280℃，用惰性气体恢复到常压，得到共聚酯；反应时间缩短，四氢呋喃的生成量少，共聚酯切片特性粘度在0.90-1.32dL/g，产物色相b值在0-8之间，L值在68-85之间，聚对苯二甲酸丁二醇/己二酸丁二醇共聚酯产品可用于各种软质类包装塑料制品领域。

以上发明专利合成的脂肪-芳香族共聚酯都是采用间歇方法生产，并未实现此类材料的连续化工业生产。