[发明专利]改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物及其制备方法和用途。改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物的制备方法包括如下步骤：将反应单体丁二酸、1，4‑丁二醇、半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇及催化剂加入反应釜中进行酯化反应；酯化反应结束后补加催化剂和热稳定剂进行缩聚反应，得到改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物。与传统PBS相比，本发明制备的改性PBS共聚物产品具有优异的物理机械性能特点：在强度不改变的前提下，材料韧性具有明显的改善，特别是断裂伸长率和缺口冲击强度；材料的阻隔性得到了明显的提高，使其扩展在包装薄膜等领域的应用领域。

优先权信息

本发明请求于2023年4月4日向中国国家知识产权局提交的、申请号为202310353231X、发明名称为“改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物及其制备方法和用途”的中国专利申请的优先权，并且其全部内容通过引用结合在本发明中。

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其是涉及一种改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物及其制备方法和用途。

背景技术

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种生物降解性能良好的脂肪族聚酯塑料，在细菌或酶的作用下，可降解成为H₂O和CO₂等物质，对环境无害。但PBS具有高的结晶性，在存放过程中容易变脆。

传统PBS物理机械性能差，特别是缺口冲击强度和断裂伸长率等力学性能指标较低，此外，PBS类聚酯降解材料也存在阻隔性能差的缺陷，这些均严重影响了其在薄膜领域的应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对上述问题，本发明创新性地以半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇为共聚单体来改性PBS从而制备改性PBS共聚物，材料韧性、阻隔性具有明显改善。

本发明的目的之一在于提供一种改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物的制备方法。

本发明的目的之二在于提供由上述方法制备得到的改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物。

本发明的目的之三在于提供所述改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物在制备薄膜产品中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：

将反应单体丁二酸、1，4-丁二醇、半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇及催化剂加入反应釜中进行酯化反应；

酯化反应结束后补加催化剂和热稳定剂进行缩聚反应，得到改性聚丁二酸丁二醇酯共聚物。

半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇主要指聚合物分子链上含有芳环结构的官能团，在聚合物分子链中芳环结构属于部分存在，所以称之半芳香，这些芳环结构的存在可以有效改善聚合物的耐热性能。

半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇主要以二氧化碳、环氧丙烷及苯酐为主要单体，以路易斯酸和路易斯碱为催化剂，在链转移剂的存在下通过阴离子聚合反应制备而成。

反应路线如下：

在一些实施方式中，半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇由包括以下步骤的方法制备：

将环氧丙烷、苯酐、路易斯酸和路易斯碱以及链转移剂加入反应釜中，然后充入二氧化碳气体进行反应，得到半芳香聚碳酸亚丙酯二元醇；

其中，环氧丙烷和苯酐的摩尔比为6-8：1，例如6：1、7：1、8：1等，但不限于此；二氧化碳的加入量占环氧丙烷和苯酐两者总质量的15-45％，例如15％、16％、17％、18％、20％、22％、25％、26％、28％、30％、32％、35％、36％、38％、40％、42％、45％等，但不限于此；