[发明专利]一种共聚酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柠苹酸基聚酯及其制备方法，具体地说是二羧酸化合物柠苹酸和丁二酸与饱和直链二羟基化合物如丁二醇等原料缩聚得到具有优异性能的共聚酯的方法。在熔融缩聚温度为180～230℃，缩聚时间为0.5～5h，缩聚真空度为100～2000Pa的条件下，实现共聚酯的合成。与未添加柠苹酸的丁二酸丁二醇酯(PBS)相比较，本发明所合成的聚酯具有高韧性，高阻隔性及快速可降解性等优异性能，具有良好的实用性及应用前景等显著优点。

技术领域

本发明涉及一种聚酯及其制备方法，具体地说是二羧酸化合物柠苹酸、丁二酸、与二羟基化合物丁二醇等原料缩聚得到具有高韧性、高阻隔性、亲水性及快速可降解性等优异性能的共聚酯的方法。

背景技术

由于塑料具有质轻、化学性质稳定、耐腐蚀、抗冲击性好等特点，其作为基础材料用于人们的生活。但是，由于常用聚乙烯、聚丙烯等塑料在土壤环境中降解时间长(200-300年)，其堆积会对环境造成极大的危害。随着日益严重的白色污染问题、环保意识增强和经济可持续发展的战略要求，生物可降解高分子材料的研究和应用越来越受到人们的重视。可降解塑料的特点是在达到一定的使用寿命后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显的变化，引起某些功能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。

在众多可生物降解材料中，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)能被生物全部降解，且具有较高的熔点和较优的力学性能，能吹塑成薄膜、挤出成片材等物品，是替代常用聚烯烃的理想材料。为了克服纯PBS生物降解速率较低、材质脆性大、阻隔性较差等缺陷，可以通过共混或共聚的方法来改善PBS的性能。

中国专利CN109553809描述了一种高韧性PBS/淀粉复合材料及其制备方法。虽然该专利提高了PBS的韧性，但是此复合材料需要添加非离子表面活性剂、相容剂等，成本高，同时对环境污染增大。

中国专利CN201711483816.4利用无基金属盐和离子液体制备了复合增塑剂，并利用该复合增塑剂制备了PBS/淀粉共混料，能提高韧性，但断裂伸长率仅在12～20％。

文献(Tachibana，Y.，Yamahata，M.，Kimura，S.，Kasuya，K.I.Synthesis，PhysicalProperties，and Biodegradability of Biobased Poly(butylene succinate-co-butylene oxabicyclate).ACS Sustain.Chem.Eng.6，10806-10814(2018).)描述了生物基聚丁二酸丁二酸酯-共聚-丁二烯氧杂双环酸酯的合成。但是该专利所用聚合物单体合成工艺较长，生产成本比较高，而且10％丁二烯氧杂双环酸酯共聚的情况下虽然韧性得以提高，断裂伸长率为450％左右，但是拉伸强度明显降低。不能同时兼顾强度和韧性。

鉴于目前专利和文献报道的可降解聚酯存在的缺陷，本领域急需开发具有高韧性、优良的阻隔性和可降解性能的PBS共聚酯，同时还要兼顾材料具有合适的的力学强度及热学性能。

发明内容

本发明涉及一种聚酯及其制备方法，具体地说是以二羧酸化合物柠苹酸和丁二酸与饱和直链二羟基化合物如丁二醇等原料缩聚得到具有优异性能的共聚酯的方法。在熔融缩聚温度为180～230℃，缩聚时间为0.5～5h，缩聚真空度为100～2000Pa的条件下，实现聚酯的合成。与未添加柠苹酸的丁二酸丁二醇酯PBS相比较，本发明所合成的聚酯具有高韧性，高阻隔性及可降解性等优异性能，具有良好的实用性及应用前景等显著优点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种柠苹酸基聚酯，其由包含如下的反应原料制备得到：

来源于分子式I的柠苹酸(2-羟基-2-甲基-丁二酸)、和来源于分子式II的丁二酸、和来源于分子式III的饱和直链二羟基化合物：

其中n＝2～6，