[发明专利]一种生物可降解嵌段共聚酯连续制备方法及生物可降解嵌段共聚酯

说明书

本发明公开了一种生物可降解嵌段共聚酯连续制备方法及生物可降解嵌段共聚酯，制备方法包括：将对苯二甲酸、脂肪族二元酸和乙二醇制备成浆料，进行酯化、缩聚，得到聚酯预聚物熔体，将聚丁二酸丁二醇酯与酯交换催化剂熔融，得到聚丁二酸丁二醇酯混合熔体；将所述聚酯预聚物熔体和聚丁二酸丁二醇酯混合熔体汇流后，输送至终缩聚反应系统，进行终缩聚反应，得到生物可降解嵌段共聚酯熔体；所述生物可降解嵌段共聚酯熔体经成型，结晶，切粒，得到生物可降解嵌段共聚酯结晶切片。本发明的制备方法可连续进行，制备过程中不会产生四氢呋喃，提高了乙二醇的回收利用率，制备得到的共聚酯热学性能和物理加工性能好。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体的说，涉及一种生物可降解嵌段共聚酯连续制备方法及生物可降解嵌段共聚酯。

背景技术

随着环境污染问题的日益严重，生物可降解聚合物越来越引起人们的重视。目前生物可降解材料大多为脂肪族聚酯。脂肪族聚酯因具有较差的热学性能和物理加工性能，使得其在工业和农业领域中的应用受到很大的限制。

近年来，为了获得既具有令人满意的热学性能和物理加工性能，又具有生物可降解性的低成本生物可降解聚合物，一些研究人员已经着眼于通过脂肪族和芳香族单元合成共聚酯的研究。

其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种非常重要的热塑性塑料，在工业和技术领域有着广泛的应用。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种易获得的生物降解聚合物，研究发现兼具有二者链结构的共聚物兼具两种聚合物的良好性能。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)生产工序中，采用一步法合成PBEST共聚酯。具体地，将丁二酸(SA)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二醇(EG)、对苯二甲酸(TPA)直接打浆，聚合缩聚制备PBEST共聚酯。制备过程中，1,4-丁二醇(BDO)易生成四氢呋喃，在影响共聚酯的性能的同时，还会对生产设备造成危害。缩聚反应过程的1,4-丁二醇(BDO)馏分易污染乙二醇馏分，使乙二醇难以直接回收利用。

2003年3月出版的Polymer第44卷第5期的杂志中“Synthesis,characterization,and properties of poly(ethylene terephthalate)/poly(1,4-butylene succinate)block copolymers”(P 1321-1330)一文中介绍了一种利用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚(1,4-丁烯丁二酸丁二酯)(PBS)290℃下处理制备聚[(丁二酸丁二醇酯)-共-(对苯二甲酸乙二醇酯)](PET-PBS)嵌段共聚酯。采用此种方法制备嵌段共聚酯，需要分别制备聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(1,4-丁烯丁二酸丁二酯)聚合物或低聚物，工序复杂，难以在常规的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)生产线上实现连续制备，同时嵌段共聚酯的粘度随着处理时间的增加，快速下降，为共聚酯的合成带来很大的困难。

2004年12月1日出版的Acta Materialia第52卷第20期的杂志中“A newbiodegradable copolyester poly(butylene succinate-co-ethylene succinate-co-ethylene terephthalate)”一文介绍了一种利用丁二酸(SA)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二醇(EG)、对苯二甲酸(TPA)先制备三种预聚物，再将三种预聚物混合制备聚[(丁二酸丁二酯)-共-(乙二烯丁二酸酯)-共-(对苯二甲酸乙二醇酯)](PBEST)的方法。通过两步法制备共聚酯，工序复杂，难以连续制备共聚酯。

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的可降解聚合物热学性能和物理加工性能差，制备过程中易生成四氢呋喃，导致乙二醇的回收利用率差，且难以实现连续化生产的问题，提供一种生物可降解嵌段共聚酯连续制备方法及其生物可降解嵌段共聚酯，使得可降解聚合物的制备过程连续，且不会产生四氢呋喃，乙二醇的回收利用率高，制备得到的聚合物热学性能和物理加工性能好。