[发明专利]一种生物降解脂肪-芳香族共聚酯及其制备方法

说明书

本发明涉及聚酯领域，更具体地，本发明涉及一种生物降解脂肪‑芳香族共聚酯及其制备方法，所述生物降解脂肪‑芳香族共聚酯的制备原料包括二元醇、多元醇胺、二元酸、催化剂，所述二元醇包括脂肪族二元醇和/或芳香族二元醇，所述二元酸包括脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸。本申请中脂肪‑芳香族共聚酯的生物降解效果好，同时在使用过程中保证了较好的拉伸强度和断裂伸长率，制得的膜材成品在抗杂草穿刺中有突出的优势。

技术领域

本发明涉及聚酯领域，更具体地，本发明涉及一种生物降解脂肪-芳香族共聚酯及其制备方法。

背景技术

“白色污染”是指城乡垃圾中或散落各处，随时可见的不可降解的塑料废弃物对于环境的污染。它主要包括塑料袋、塑料包装、一次性聚丙烯快餐盒、塑料餐具杯盘以及电器充填发泡填塞物、塑料饮料瓶、酸奶杯、雪糕皮等。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能，又不造成白色污染的塑料替代品，可降解塑料应运而生，这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。

可降解材料包括脂肪-芳香族共聚酯、脂肪族聚酯等，其中的脂肪-芳香族共聚酯具有良好的综合性能，既可以满足生物降解的要求，又具有比较好的力学性能，受到了越来越多的关注，是今年发展的重点，比如PBAT和PBST等材料。

聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)是可以生物降解共聚酯中最重要的一类，对性能做了多种改进。CN 201910846634.1将芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸经过连续酯化后，加入环氧大豆油、并进行连续预缩聚，在预缩聚过程中环氧基通过酯交换接入聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯PBAT分子链中，然后在更高温度条件下，连续的进行缩聚，使得分子量、特性粘度达到目标值。合成PBAT的过程中，通常采用钛酸正丁酯作为催化剂，但是这个催化剂会和己二酸发生作用，生产的产品呈现出严重的红色。为了改变这种颜色，通常会加入颜色稳定剂，比如含亚磷酸、磷酸、磷酸二氢钠等含磷化合物。CN201910388763.0涉及一种支化型生物降解聚酯的制备方法。所述的制备方法是先将二元醇、支化助剂、芳香族二元酸、脂肪族二元酸进行酯化反应，反应结束，再加入三官能团氮丙啶基团化合物，最后缩聚得到支化型生物降解聚酯。选用的是锗类催化剂，价格比价贵。CN 103649167 A的发明人观察到得到的生物可降解的脂肪族-芳香族共聚酯产物变色，通常颜色范围为粉色至红色。当变色是明显的并且不能用颜料、增白剂或填充剂容易地克服或掩盖时，非白色聚合物产物的美学外观成为将聚合物用于最终用途的障碍。采用山梨酸等多羟基的化合物作为颜色稳定剂。合成完聚合物物以后再加，步骤复杂，不容易混合均匀。CN 102007160 A中采用多官能团的化合物作用支化剂，并加入含磷的化合物作为颜色稳定剂。分别筛选支化剂和颜色稳定剂。支化剂为甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、均苯四甲酸酐等多元醇或者多元酸，同时还需要加入含磷类的颜色稳定剂，该制备原料复杂，操作不便。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种生物降解脂肪-芳香族共聚酯，其制备原料包括二元醇、多元醇胺、二元酸、催化剂，所述二元醇包括脂肪族二元醇和/或芳香族二元醇，所述二元酸包括脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述多元醇胺为直链型仲胺多元醇，结构如下所示，

HO(CH₂)_mNH(CH₂)_nOH；其中m，n分别独立为1-5任一整数。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述多元醇胺占生物降解脂肪-芳香族共聚酯制备原料总量的0.03-0.09wt％。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述脂肪族二元酸的碳原子数为3-10。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述芳香族二元酸的碳原子数为8-12。