[发明专利]一种可再生可降解热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型可再生可降解热塑性弹性体及其制备方法。本发明提供的方法与以往报道的方法相比，具有以下有益之处：1)采用已商业化的生物质单体，单体来源广泛简单易得；2)本发明制备得到的热塑性弹性体有望应用于生物医药领域；3)本发明提供的热塑性弹性体，其性质可以通过改变软段中两种单体的比例调控。

技术领域

本发明涉及高分子材料及化学化工领域，具体的，本发明涉及一种新型可再生可降解热塑性弹性体的制备方法。

背景技术

热塑性弹性体作为高分子材料的一种，由于具有高弹性、热加工性和可回收性已广泛应用于电子器件、包装材料、汽车零部件、医疗器械、轮胎、运动器材、鞋类和压敏胶黏剂等方面。高耐热性、高弹性和高延展性的热塑性弹性体还可以用作电解质材料、纳米孔薄膜、光刻薄膜、可拉伸光纤和记忆材料。商业上常见的热塑性弹性体来源于化石燃料等不可再生资源，使用后无法降解或通过化学方法回收再利用，不符合循环经济的要求，并且使用后的热塑性弹性体由于处理不当等原因会加剧温室效应。为了减少对不可再生资源的依赖和对环境的不良影响，利用可再生的生物资源制备生物基可降解热塑性弹性体符合可持续发展的要求，具有重要意义。

作为热塑性弹性体的一种，ABA型热塑性弹性体由热力学不相容的硬段和软段组成。硬段通常是玻璃化转变温度或熔点高于室温的物质，硬段的分子链之间可以依靠范德华力等非化学键合作用或者链段之间的缠绕形成可逆的物理交联点为材料提供刚性和硬度。软段主要是具有较高柔顺性的橡胶链段或者是玻璃化转变温度低于室温的聚醚或聚酯链段，为弹性体提供弹性。最常见的ABA型热塑性弹性体为聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚苯乙烯热塑性弹性体(SBS)和聚苯乙烯-b-聚异戊二烯-b-聚苯乙烯热塑性弹性体(SIS)。但其原料来源于不可再生的石油资源，且废弃后在自然条件下无法降解，容易破坏生态环境。采用可再生资源制备生物基热塑性弹性体是目前研究的热点方向之一，但还存在单体合成过程复杂、最终产物不可降解等问题。

有鉴于此，本发明提供了一种利用已商业化的γ-丁内酯(γ-BL)、α-亚甲基-γ-丁内酯(MBL)、ε-己内酯(ε-CL)、δ-戊内酯(δ-VL)、丙交酯(LA)等生物质单体为原料，采用强碱和助催化剂组成的二元催化体系，制备新型可再生可降解热塑性弹性体的方法。本发明提供的方法与以往报道的方法相比，具有以下有益之处：1)采用已商业化的生物质单体，单体来源广泛、简单易得；2)所使用的催化剂和助催化剂毒性低，易于从产物中除去，制备的可再生可降解热塑性弹性体有望应用于生物医药领域；3)以共聚物作为软段，可通过调节软段中两种单体的比例调控软段性质，进一步调节制备得到的热塑性弹性体的性质，当以PMBL-co-PCL或PMBL-co-PVL作软段时，由于其含有不饱和双键，可为制备的热塑性弹性体提供可修饰的化学位点，利用后修饰调节热塑性弹性体的物理化学性质，进一步扩大其使用范围；4)所制备的三嵌段共聚物具有热塑性弹性体的性质且可降解，减少了对环境的污染，符合循环经济的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型可再生可降解热塑性弹性体及其制备方法。

本发明提供一种ABA型三嵌段共聚物，其中嵌段A具有如式(I)所示的重复结构单元：

嵌段B具有如式(II)或式(III)所示的重复结构单元：

根据本发明的实施例，所述ABA型三嵌段共聚物具有式(IV)、(V)、(VI)、(VII)所示的结构之一，

其特征在于，m为1或2，x、y、z为大于等于50的自然数，R₁为亚烷基或芳基亚烷基。

上述的ABA型三嵌段共聚物中，所述亚烷基或芳基亚烷基具有下列之一的结构：

本发明还提供了上述ABA型三嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：