[发明专利]具有较高生物基含量的可生物降解多元醇

说明书

本发明涉及具有高生物基含量的可生物降解聚酯多元醇聚合物和生产具有高生物基含量的可生物降解聚酯多元醇聚合物的方法。在优选实施例中，β‑内酯单体可以由具有高生物基含量的环氧化物和一氧化碳生产。在某一优选实施例中，所述β‑内酯是由环氧乙烷和一氧化碳生产的β‑丙内酯。在某些实施例中，β‑内酯可以与二醇、三醇和多元醇聚合以形成所述具有高生物基含量的可生物降解聚酯多元醇聚合物。在一些实施例中，所述具有高生物基含量的可生物降解聚酯多元醇聚合物可以是由第一β‑内酯、二醇、三醇或多元醇和第二β‑内酯形成的三元共聚物。在一些其它实施例中，所述具有高生物基含量的可生物降解聚酯多元醇聚合物可以是由聚内酯低聚物和二醇、三醇或多元醇形成的共聚物。

技术领域

本发明一般涉及对环境负责的聚酯多元醇聚合物、衍生物，并且涉及生产聚酯多元醇聚合物和衍生物的工艺。具体地，优选的聚合工艺包括由从生物、再循环、可再生或其它可持续原料源获得的碳构成的单体。有利地，多元醇聚合物的独特特性非常适合用于对环境负责的应用。

背景技术

出于本发明的目的，术语“生物基”、“生物基含量”和“生物含量”可互换使用以描述来自生物源、再循环源、可再生源和/或其它可持续源的碳原子。由于独特的物理和化学特性，碳原子是许多制造材料的基本组成部分。碳原子的一个重要用途是制造聚合物。

通常，聚合物是由多个重复的被称为单体的较小分子构成的较大分子。在被称为聚合的过程期间，单体可以彼此共价键合，形成更大的聚合物链。单体的组成和排列可以决定聚合物的特性，例如，确定聚合物的生物降解性和生物基含量。

聚合物的生物基含量涉及衍生单体的原料源。具体地，生物基含量的程度取决于衍生自生物源、再循环源、可再生源或其它可持续源的单体中的碳的量。此些材料可以包括诸如作物残余物、木材残余物、草、城市固体废物和藻类的来源。具有较高生物基含量的聚合物可以优选用于可持续且对环境负责的应用。

可生物降解聚合物在对环境负责的应用中也可能是有益的。可生物降解聚合物通常包括由键合的有机分子构成的主链，所述有机分子可以通过自然过程分解成较小的环境相容分子。可生物降解聚合物中单体的具体化学组成将决定通过分解产生哪种较小分子、分解发生的机制以及分解发生的速率。

许多常规聚合物可以并非由赋予生物降解特性或某种程度的生物基含量的单体构成。另外，改进生产对环境负责的聚合物的常规工艺可能是昂贵的，需要长生产周期和/或难以改进。

聚酯多元醇聚合物(“多元醇”)通常是可生物降解聚合物，其具有特殊的组成和排列，使得多元醇成为许多产品生产中的关键材料。通过聚羧酸、聚羧酸酐或酯与多羟基醇的反应生产多元醇是众所周知的。通常，现有技术的工艺涉及聚碳酸酯源与化学计量过量的多羟基醇的一步反应。这些工艺利用大而昂贵的反应器以及受限的试剂，产生可改进性较低的产品。

需要可以通过更通用且成本有效的工艺生产的具有较高生物基含量的高度可定制的可生物降解多元醇。

本发明通过提供具有较高生物基含量的可生物降解多元醇(其通过更有效地使用具有高程度的生物基含量的原料源的工艺生产)满足了这种需要。

发明内容

本发明涉及具有较高生物基含量的可生物降解多元醇和生产方法。本发明的多元醇通过创新工艺生产以赋予独特的特性。