[发明专利]一种基于三乙二醇的可降解共聚酯、制备及应用

说明书

本发明公开了一种基于三乙二醇的可降解共聚酯的制备方法及用途，属于聚酯合成领域。单体哌啶‑1，4二羧酸、2，2‑二辛可宁酸和三乙二醇和催化剂通过酯化反应得到酯化产物。将酯化产物升温进行缩聚反应得到缩聚产物的粗品；最后经过溶剂萃取、沉淀剂沉淀、过滤、干燥得到本发明的目标产物。本发明方法得到的聚酯其重均分子量为20000~30000 g/mol，本发明所合成的共聚酯力学性能、柔韧性较好，容易被环境降解，对环境无害。本发明制备的一种基于三乙二醇的可降解共聚酯用作制备抗菌塑料基体。

技术领域

本发明属于高分子合成领域，涉及一种基于三乙二醇的共聚酯、制备方法及用途。以三乙二醇和哌啶-1,4二羧酸以及2,2-二辛可宁酸为原料，采用熔融聚合法合成一种基于三乙二醇的共聚酯，可用作制备抗菌塑料薄层基体。

背景技术

由于高分子材料具有成本低、容易加工成型、机械性能优异和良好的化学稳定性等优点，因此，从20世纪至今高分子材料发展迅速，其产品广泛应用于服装、汽车、餐具、电子产品及日常生活用品等各个方面，在人类生活中占有十分重要的作用。然而，随着高分子材料在生活中的广泛应用，其制品在加工和使用的过程中容易接触并滋生众多的细菌、病毒等有害微生物，引起各种工业材料、医用生物材料、卫生用品、食品的腐蚀和变质^[1]（[1]汪子翔,张坤,卫金皓,翟思广,苏明雪,梁建荣,王立岩.抗菌材料及抗菌剂的研究现状及前景展望[J].橡塑技术与装备,2021,47(12):22-29.）。

同时，由于近些年来新冠疫情的影响，产品材料的抗菌性能已经成为消费者的刚性需求。我国一些细分行业龙头企业已率先使用抗菌材料,通过抑制细菌生长、阻止细菌繁殖的控制措施，减少人体受外来微生物活动的侵害。抗菌洗碗机、抗菌空调、抗菌波轮洗衣机、抗菌冷柜、抗菌冰箱、抗菌手机保护膜等，就是抗菌材料在电器领域应用的典型代表。除此之外，抗菌包装材料在果蔬农产品储藏和运输中也是运用广泛。

我国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20%，从塑料薄膜的应用领域看，用量最大、品种最多、应用最广的就是食品包装工业。对用量极大的果蔬包装塑料废弃物的不当处理所造成的白色污染对环境的危害是相当严重的，首先，塑料很难降解，用C₁₄同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解，结果表明其降解速度通常都需要200～400年，而土壤环境被恶化后会严重影响农作物的生长；其次，塑料废弃物被动物吞食后，易引起动物肠梗阻而死亡；三是不易回收的塑料废弃物散落在街道、农电、铁路等处，造成视觉污染；四是对废弃塑料的焚烧处理所产生的二恶英、H₂S等有害气体会严重污染大气，释放大量有毒气体，产生大

量粉尘和烟雾，引起雾霾，影响人体健康^[2]（[2]王琪,瞿金平,石碧,陈宁,聂敏,杨双桥.我国废弃塑料污染防治战略研究[J].中国工程科学,2021,23(1):160-166.）。环保抗菌包装材料能杀死或抑制果蔬产品在加工、储运和处理过程中表面的微生物，延长果蔬产品的货架期和安全性，同时最大限度的避免了普通塑料包装给环境带来的危害，成为当前的研究热点。目前大量使用的果蔬塑料包装材料都是不可降解塑料，废弃的塑料包装物对市容景观和生态环境造成严重破坏，形成“白色污染”，因此寻求安全环保的抗菌保鲜包装材料延长果蔬运输和上市期限，已成为当前迫切需要解决的问题。

随着人们环保意识的不断增强，对塑料包装材料的要求越来越高，在材料达到有效抗菌的同时，还需减少其废弃物对环境污染^[3]（[3]徐汝珍.可降解纳米抗菌PE膜的制备及应用[D].沈阳工业大学,2019.）。为此，制备兼具抗菌和可降解性能的薄膜材料将成为研究的热点。以生物基聚酯作为基体的复合抗菌材料由于整合了各类材料自身优点，具有长期抗菌抑菌缓释特性和良好的生物相容性，将是未来发展的重要方向。

基于以上背景，本发明采用的二元醇、二元酸原料均可从生物质中或生物质反应得到，采用熔融共聚方法合成一种基于三乙二醇的共聚酯。所述聚酯可用作制备抗菌塑料，对人体安全性能高，其力学性能、柔韧性较好，具有长期的抗菌抑菌特性，对环境无害且容易被环境降解。

发明内容