[发明专利]连续制备可生物降解的脂肪族聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明的构思涉及连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法，且更特别地，涉及通过使用脂肪族二羧酸和脂肪族二羟基化合物连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法。

背景技术

由于常规的非降解塑料，如尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯和聚乙烯，被认为环境污染的主要原因，出于环保的目的等，可生物降解的聚酯成为公众注意的中心。可以通过分批生产方法或者连续生产方法来制备可生物降解的聚酯。

在分批制备方法中，需要在高温下的相对长的停留时间以达到所期望聚酯的固有粘度和分子量；即使是在反应器中也可能发生部分非均相反应；并且在反应完成之后的排出过程的初期、中期和后期阶段，聚酯的性质可能不同。就这一点而言，当可生物降解的聚酯在高温下停留很长一段时间时，该可生物降解的聚酯可能因热而水解，这可能会影响到可生物降解的聚酯的机械强度和抗水解性并且由于部分非均相反应和不同的排出时间这可能导致质量差异。

在另一方面，可生物降解的聚酯的连续生产具有以下优点：抑制在分批生产方法中发生的由热导致的可生物降解的聚酯的水解，大量生产可生物降解的聚酯，以及连续地获得具有均一质量的产品。

当制备可生物降解的聚酯时，如1,4-丁二醇的二醇通常用作脂肪族二羟基化合物。

然而，由于1,4-丁二醇在反应过程中变成四氢呋喃并且往往在制造装置的真空管线中造成问题，以及由于还需要过量的1,4-丁二醇，因此，存在改进目前的1,4-丁二醇的使用的许多余地。

发明内容

技术问题

本发明的构思提供连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法。

技术方案

根据本发明构思的一个方面，提供了一种连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法，所述方法包括：

在185℃或者更低的温度下实施含脂肪族二羟基化合物和脂肪族二羧酸的混合物的酯化反应以获得酯；

连续地实施所述酯的第一缩聚反应以获得预聚合物；和

连续地实施所述预聚合物的缩聚反应。

有益效果

当使用连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法时，减少了由原料脂肪族二羟基化合物产生的副产物的量，从而减少了所使用的脂肪族二羟基化合物的量。因此，降低了可生物降解的脂肪族聚酯的制造成本。

最佳方式

提供了一种连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法，所述方法包括在185℃或者更低的温度下连续实施含脂肪族二羟基化合物和脂肪族二羧酸的混合物的酯化反应以获得酯，连续地实施所述酯的第一缩聚反应以获得预聚合物，和连续地实施所述预聚合物的缩聚反应。

如上所述，所述脂肪族二羟基化合物与所述脂肪族二羧酸的酯化反应在185℃或更低的温度下进行以有效地抑制副反应，在该副反应中，原料脂肪族二羟基化合物，如1,4-丁二醇，转化成四氢呋喃(THF)。

在约190℃或更高的温度下在酸性条件中1,4-丁二醇最显著地转化成THF。将酯化反应的反应温度调节到185℃或更低以抑制和最小化1,4-丁二醇向THF的转化。因此，相比于传统方法，制备可生物降解的脂肪族聚酯所需的1,4-丁二醇的量显著降低。此外，连续生产可生物降解的脂肪族聚酯的方法就环保而言由于抑制了如THF的副产物的产生，且该方法减少了副产物导致的真空管线中的问题从而改进了可使用性，因此是所期望的。

酯化反应的温度是约160至约185℃，更特别地是约160℃、175℃或者180℃。

所述脂肪族二羟基化合物的实例可包括C₂-C₃₀链烷二醇，更具体地是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,4-二甲基-2-乙基-1,3-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-异丁基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,6-己二醇或它们的混合物。

所述脂肪族二羧酸可以是具有2至30个碳原子的线性或支化的脂肪族酸或者它们的衍生物，优选4至14个碳原子。

具有7至30个碳原子的脂环族二羧酸可以用作所述脂肪族二羧酸。

所述脂肪族二羧酸的具体实例可以包括丙二酸、琥珀酸、戊二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、富马酸、2,2-二甲基戊二酸、马来酸、衣康酸、2-5-降冰片烷二羧酸或它们的混合物。