[发明专利]一种生物降解聚酯及其合成方法

说明书

本发明公开了一种生物降解聚酯，其组分以摩尔分数计包括50mol％的1，4‑丁二醇、15‑35mol％的丁二酸、1‑20mol％的癸二酸和10‑30mol％的对苯二甲酸。通过本发明的原料组分及原料配方能够制备得到新型、高分子量、降解速率快并更易于工业化生产的生物降解聚酯，能够克服现有的聚酯材料的缺陷，满足工业材料的使用需求，可以单独使用。

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，尤其涉及一种生物降解聚酯及其制备方法。

背景技术

石油资源的开发和利用，带来社会的发展和人类文明的进步，同时还带来了温室效应、白色污染和生态环境恶化等环境问题。针对以上问题，近年来，生物降解高分子材料越来越引起重视，尤其是聚酯类高分子材料，由于其分子链中含有酯键，在一定条件下可分解，被认为是一种理想的生物降解材料。在这一类材料中，主要产品有聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)，但是其中只有PLA、PBS和PBAT是当前国内外研究最多、技术相对成熟、产业化规模较大的生物降解材料。现有技术CN107936232A和CN107955140A公布了两种可生物降解聚酯，但是根据上述专利文献中的聚酯材料薄膜的力学性能数据，其力学性能均低于常规生物降解聚酯，如PBAT、PBS。进一步的上述专利文献中没有给出实际使用中聚酯材料的力学性能数据，但根据给出的聚酯材料薄膜的力学性能数据及常识可推断，其力学性能不高，单独使用稍有欠缺。另外，目前应用较为广泛的生物降解聚酯PBAT的降解速率较低，测试依据为GB/T 19277.1-2011，生物降解率达到90％需要约80天，在一些对降解速率要求较快的应用领域还不适用，故需要开发出新型、高分子量、高力学性能、降解速率快并更易于工业化生产的生物降解聚酯。

发明内容

本发明针对以上问题，提供一种新型、高分子量、高力学性能、降解速率快并更易于工业化生产的生物降解聚酯及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，提供一种生物降解聚酯，其组分以摩尔分数计包括50mol％的1，4-丁二醇、15-35mol％的丁二酸、1-20mol％的癸二酸和10-30mol％的对苯二甲酸。

作为优选：所述的生物降解聚酯熔点为35℃～120℃，玻璃化转变温度为-40℃～-18℃。

本发明还提供了一种生物降解聚酯的合成方法，包括以下步骤：S1:在氮气保护下，按配方量取1，4-丁二醇、丁二酸、癸二酸、对苯二甲酸和催化剂投入反应釜中；

S2:调节反应釜，在搅拌下升温，经反应，分离出生成的水和副产物四氢呋喃；

S3:保持反应釜内温度不变，减压至1-3KPa，反应1-2小时，除去过量的1，4-丁二醇；

S4:减压至100Pa以内，反应0.5-3小时；

S5:停止搅拌，向反应釜中充入干燥氮气，压出聚酯粉碎、造粒，得生物降解聚酯。

作为优选：所述步骤S2中的反应温度为220-240℃，反应从升温至220-240℃开始，反应时间为2-3小时。

作为优选：所述的催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸四乙酯或钛酸四异丙酯。

作为优选：所述的催化剂按重量份计包括2份钛酸四丁酯、2份钛酸四乙酯和1份钛酸四异丙酯。

作为优选：所述的催化剂按重量份计包括3份钛酸四丁酯和1份钛酸四乙酯。

作为优选：所述催化剂的用量为反应物总质量的质量分数的0.01％-0.2％。

作为优选：所述的生物降解聚酯熔点为40℃～100℃，玻璃化转变温度为-35℃～-20℃。