[发明专利]一种生物可降解PBST共聚酯及其合成方法

说明书

本发明实施例公开了一种生物可降解PBST共聚酯及其合成方法，属于高分子材料技术领域。所述生物可降解PBST共聚酯由以下重量份数的原料制成：1,4‑丁二醇50‑60份、丁二酸二甲酯40‑50份、对苯二甲酸二甲酯30‑40份、催化剂0.3‑0.5份。本发明制得的PBST共聚酯熔点升高，断裂强度和断裂伸长率增加，具有更优异的力学性能和加工性能。本发明工艺有效解决目前PBST合成过程中残留有未反应单体，溶剂需回收及放料困难的问题，工艺稳定且可操作性强，适合工业化批量生产，满足市场日益增长的需求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明实施例涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种生物可降解PBST共聚酯及其合成方法。

背景技术

随着环境污染问题的日益严重，塑料企业发展可降解塑料已经是迫在眉睫。可降解塑料，即能被自然界微生物作用分解为低分子物质，并能进一步分解为水和二氧化碳等无机物的高分子材料。可降解塑料主要包括以下几大类：生物可降解塑料、光降解塑料、光/生物可降解塑料、水降解塑料等，基于目前实际应用来看，生物可降解塑料将有非常强劲的发展趋势。

PBS(聚丁二酸丁二醇酯)由丁二酸和丁二醇经缩合聚合而成，树脂呈乳白色，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全降解的生物降解性的聚酯塑料。国内目前生产PBS及其共聚物只有山东汇盈、广东金发以及安庆和兴化工公司，年产量约为35000吨，远远不能满足市场需求。另外，PBS大范围推广存在更大的问题，首先造价高，成本比普通塑料高出2-3倍，另外，熔点低、力学强度差，不易加工成型的问题使其在实际应用中受到了限制。因此，对PBS改性具有极为重要的意义。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种生物可降解PBST共聚酯及其合成方法，以解决现有PBS存在的成本高、热学性能和力学性能不理想的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，本发明实施例提供了一种生物可降解PBST共聚酯，由以下重量份数的原料制成：1,4-丁二醇50-60份、丁二酸二甲酯40-50份、对苯二甲酸二甲酯30-40份、催化剂0.3-0.5份。

进一步地，所述催化剂为钛酸酯类。

进一步地，所述催化剂为四异丙氧基钛。

根据本发明实施例的第二方面，本发明实施例提供了一种上述的生物可降解PBST共聚酯的合成方法，包括如下步骤：

一、酯交换

将各原料混合均匀后加入到反应釜中，在连续搅拌的条件下，惰性气体置换釜内空气3-5次后，以5-30℃/min第一次升温至120-150℃，第一次保温0.5-2h，再以0.2-2℃/min第二次升温至180-200℃，第二次保温2-4h，在第二次保温过程中，通过排气使釜内压力维持在2-2.3Mpa，第二次保温结束后，使釜内温度维持在180-200℃，进行排气，排气时间控制在0.5-1.5h，排气结束后反应釜内预留压力在0.2Mpa，抽真空，真空度为-50Pa，同时升高温度至210-230℃，反应3～5h，向反应釜充入惰性气体，待釜内温度降为160-180℃时，出料，得到颗粒状的预聚酯；

二、固相增黏

将预聚酯置于40-50℃的真空烘箱中干燥3-6h后，放入真空旋转干燥机中，抽真空至-50pa，以2-5℃/min升温至200-240℃，保温3-5h，关闭加热系统自然冷却至60℃以下，出料，然后置于60℃的真空烘箱中干燥4h，即得到PBST共聚酯。

进一步地，所述惰性气体为氮气、二氧化碳、氦气中的任意一种。

进一步地，置换后惰性气体的压力为0.2-0.4MPa。