[发明专利]一种生物可降解共聚酯的制备系统、制备方法及其共聚酯

说明书

本发明公开了一种生物可降解共聚酯的制备系统、制备方法及其共聚酯，所述制备系统包括：依次连接的酯化系统和缩聚系统，所述酯化系统和缩聚系统之间还设有鼓泡式反应器，从酯化系统流出的物料经所述鼓泡式反应器进行深度酯化和预缩聚反应后送入缩聚系统。本发明提供的生物可降解共聚酯的制备系统，实现了脂肪族‑芳香族共聚酯酯化物的高效深度酯化与熔融缩聚的同时发生，大幅缩短脂肪族‑芳香族二元酸浆料的酯化时间，制备出满足后续终缩聚反应要求的脂肪族‑芳香族共聚酯预聚物；利用该系统连续生产的脂肪族‑芳香族共聚酯具有良好的生物可降解性能以及低端羧基含量和色相佳的特点。

技术领域

本发明属于可生物降解材料的制备技术领域，具体地说，涉及一种生物可降解共聚酯的制备系统、制备方法及其共聚酯。

背景技术

生物可降解共聚酯是脂肪族二元酸和芳香族二元酸与脂肪族二元醇的共聚酯，它兼具脂肪族聚酯良好的生物可降解性及柔韧性与芳香族聚酯良好的耐热性及力学性能，已广泛应用于制作购物袋、农用地膜、快递包装袋、垃圾袋、一次性餐盒和纸杯等。

目前生物可降解共聚酯的连续聚合生产工艺主要有平行酯化法和共酯化法。平行酯化工艺是指脂肪族二元酸与芳香族二元酸在两个酯化反应釜内分别酯化，得到的聚酯酯化物再一起进入缩聚系统依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，制得生物可降解共聚酯。由于脂肪族二元酸和芳香族二元酸酯在平行独立酯化过程中易生成具有多个聚合度的均聚物，导致最终制备得到的生物可降解共聚酯无规度降低，微生物不可降解的序列长度高于2的芳香族二元酸酯链段的含量升高；共酯化工艺是指脂肪族二元酸与芳香族二元酸在同一个反应釜并且同一个酯化温度下进行酯化反应，然后再依次进行预缩聚反应和终缩聚反应，制得生物可降解共聚酯。由于共酯化工艺很难找到合适的匹配温度以将脂肪族二元酸与芳香族二元酸同时高效酯化，易造成脂肪族二元酸因酯化温度偏高而升华或脱羧基或者芳香族二元酸因酯化温度偏低而酯化不充分，从而导致生物可降解共聚酯连续聚合生产过程易发生管道堵塞事故，而且利用该工艺所生产的切片产品的特性粘度偏低、端羧基含量偏高，从而使得生物可降解共聚酯的加工使用受限。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种生物可降解共聚酯的制备系统、制备方法及其共聚酯。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的第一目的提出了一种生物可降解共聚酯的制备系统，包括：依次连接的酯化系统和缩聚系统，所述酯化系统和缩聚系统之间还设有鼓泡式反应器10，从酯化系统流出的物料经所述鼓泡式反应器进行深度酯化和预缩聚反应后送入缩聚系统。

本发明的进一步方案为：所述鼓泡式反应器10包括沿物料流动方向依次设置的预热器11、反应器本体12和气液分离器13，所述预热器11的底部设有物料进口111，所述反应器本体12的顶部设有物料出口121，所述气液分离器13的顶部设有蒸汽出口131；

优选地，所述鼓泡式反应器10为塔式反应器。

优选地，所述反应器本体12的顶部向靠近气液分离器的方向延伸设置，便于收集脂肪族-芳香族共聚酯预聚物的液体熔体。

上述方案中，通过在现有的酯化系统和缩聚系统之间添加鼓泡式反应器，实现了脂肪族-芳香族共聚酯酯化物的高效深度酯化与熔融缩聚的同时发生，可大幅缩短脂肪族-芳香族二元酸浆料的酯化时间，减少连续生产过程中热降解副反应的发生；另外由于反应器本体的顶部向靠近气液分离器的方向延伸设置，有利于接收从气液分离器中沉降下来的脂肪族-芳香族共聚酯预聚物液体熔体。

本发明的更进一步方案为：所述反应器本体12内沿物料流动方向间隔设置有多层塔板122，各层塔板122上设置有多个升液管123，各升液管123底部均设置有挡板124，所述挡板124与升液管123底部之间具有间隙。