[发明专利]高分子量生物可降解聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物降解聚酯领域技术，具体涉及一种高分子量生物可降解聚酯的制备方法。

技术背景

随着塑料工业的发展，合成高分子材料在工农业生产和日常生活的各个领域发挥着极其重要的作用。然而，由于塑料的某些优异性能，导致其在使用后不易腐烂，日积月累，严重影响了地球的生态环境。寻求一种环境友好的新材料来缓解传统塑料带来的“白色污染”已经刻不容缓，近年来，生物可降解聚酯由于其降解特性，已成为国内外研究的热点。

生物可降解聚酯材料能够被自然界中的多种微生物或动植物体内酶分解、代谢，最终生成二氧化碳和水，从而不对环境造成污染。由于其力学性能、加工性能基本和传统塑料相媲美，因此将来有望能够解决传统塑料带来的“白色污染”。

与传统塑料相比，生物可降解材料工艺复杂、反应时间长，因此产品成本高，造成其市场竞争力低下，从而限制了其代替传统塑料在工农业生产和日常生活等各个领域的大规模应用。因此，降低生物可降解聚酯的生产成本，是目前亟待解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子量生物可降解聚酯的制备方法，缩短反应时间，降低产品成本；得到的聚酯产品支链少，分子量高、线性好。

本发明所述的一种高分子量生物可降解聚酯的制备方法，包括如下步骤：

将二元醇和二元酸置于反应器中，加入水溶性催化剂，进行酯化反应，酯化结束后，进行缩聚反应，在缩聚反应后期加入酸酐类扩链剂，熔融反应后得到产品。

酸酐类扩链剂为丁二酸酐或顺丁烯二酸酐中的一种。

酸酐类扩链剂用量为反应物总重量的0.1～3%。在缩聚反应后期，采用酸酐类扩链剂进行扩链反应，因而能够极大的缩短聚合时间，降低生产成本；由于酸酐只有两个反应官能团，因此，扩链后的聚酯产品分子链线性较好，因此所合成的聚酯产品分子量高、加工流动性好，具有更大的使用价值。

二元醇和二元酸的摩尔比为1～2:1。

二元醇为C₂～C₆脂肪族二元醇中的一种。优选1,4-丁二醇；二元酸为C₂～C₆二元酸中的一种或多种，优先选择丁二酸、己二酸、对苯二甲酸中的一种或多种。

酯化反应的温度为150～230℃，反应压力为60～80Kpa，反应时间为1.5～2.5小时。

水溶性催化剂为水性乳酸钛盐络合物、水性钛磷复合物、水性三乙醇胺锆盐或水性锆酸盐乳酸盐络合物中的一种。

水溶性催化剂用量为反应物总重量的0.01%～0.2%。

缩聚反应的温度为210～260℃，反应压力为减压至50～200Pa。

缩聚反应后期加入酸酐类扩链剂后，反应时间为2～3.5个小时。

本发明所制备的聚酯分子量在10万以上，为热塑性树脂，具有良好力学性能和加工流动性。

与现有技术相比，本发明具有下优点：

以采用这种扩链法合成聚酯比传统的缩聚反应缩短了近一半的时间，从工艺上大大降低了产品成本；同时采用这种扩链法合成的聚酯比传统的扩链法支链少，能够得到分子量高、线性好的聚酯产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

将150g1,4-丁二醇、150g丁二酸置于反应器中，加入0.04g水性乳酸钛盐络合物，搅拌均匀，然后升温至150℃，反应压力为减压至80kPa，恒温反应1.5个小时。然后升温至210℃，反应压力为减压至200Pa进行缩聚反应，在反应后期加入0.35g扩链剂丁二酸酐，反应2.5个小时，得到的聚丁二酸丁二醇酯。

测得聚合物的分子量为15.6×10⁴，分子量分布为1.5。

实施例2

将153g1,4-丁二醇、95g丁二酸和30g己二酸至于反应器中，加入0.21g水性钛磷复合物，搅拌均匀，然后升温至190℃，反应压力为减压至75kPa，恒温反应1.7个小时。然后升温至225℃，反应压力为减压至140Pa进行缩聚反应，在反应后期加入5.56g扩链剂丁二酸酐，反应2个小时，得到的聚丁二酸-己二酸丁二醇酯。

测得聚合物的分子量为16.3×10⁴，分子量分布为1.8。

实施例3