[发明专利]改性聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)及纺丝方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)及纺丝方法。

背景技术

聚(3-羟基丁酸酯-3羟基戊酸酯)(PHBV)是一种生物高分子聚酯，它具有良好的生物相容性、生物降解和生物可吸收性。当PHBV分子链中3-羟基丁酸酯(HB)的摩尔含量高于80％、3-羟基戊酸酯(HV)的摩尔含量低于20％时，这类聚合物表现为较脆和易断裂的行为。

有研究将HV的含量在10％的PHBV与无机SiO₂或ZnO粉末共混，将共混体系进行可纺性能的研究，研究结果表明无机纳米粒子虽能在一定程度上改善PHBV纺丝性能的缺点，但是得到的共混纤维的力学强度仍不理想。HV含量大于20％，PHBV具有良好的韧性。但由于获得高含量HV的PHBV难度较大，故对于高HV含量的PHBV研究很少。当PHBV分子链中3-羟基丁酸酯(HB)的含量低于60％、3-羟基戊酸酯(HV)的摩尔含量大于40％时，这类聚合物表现为粘性很大，也不易纺丝成形。

所述的重复单元HB和HV的结构式如下：

HB为-[O-CH(CH₃)-CH₂-CO-]-，HV为-[-O-CH(C₂H₅)-CH₂-CO-]-；

《2005年全国高分子学术论文报告会》报道，王鹏等人选择无机纳米粒子SiO₂与PHBV共混，来提高PHBV/SiO₂共混体系的力学性能，质量组分比为95/5时，材料的拉伸性能的到最大的改善，在一定范围内也使得材料由原先的脆性向韧性转变。(王鹏，《2005年全国高分子学术论文报告会》论文集，2005年10月)。但由于SiO₂在PHBV基体中不容易分散，且SiO₂表面静电吸引力大，所以添加SiO₂时团聚严重。而且得到的PHBV/SiO₂共混体系的力学性能也不是特别理想。

专利CN 1417256A中，费宾和董丽松等人选择HV含量在19％的PHBV、TBP、DOP与轻质碳酸钙(约800目)共混增韧，当重量比在70/10/10/10，力学性能得到改善，抗拉强度为24.9MPa，断裂伸长率达到268％，熔点降到117℃。但共混体系添加量太多，过于复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)及其纺丝方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所述的改性聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)，由如下重量份数的组分组成：

超支化聚酰胺酯类化合物∶聚(3-羟基丁酸酯-3羟基戊酸酯)＝99-90∶1-10，最理想的是在97∶3。

超支化聚酰胺酯类化合物的分子结构如下：

所述的超支化聚酰胺酯类化合物，可采用Development of DSM’sHybrane_Hyperbranched Polyesteramides文献(Polymer 45(2004)6275-6284)报道的方法制备，或者采用帝斯曼公司的产品；

所述的聚(3-羟基丁酸酯-3羟基戊酸酯)中，3-羟基丁酸酯(HB)的摩尔含量为55～90％，3-羟基戊酸酯(HV)的摩尔含量为10～45％；

本发明通过加入超支化聚酰胺酯类化合物，使材料粘性明显降低，容易纺丝成形，形成氢键，可以使材料的断裂伸长率显著降低，可由原来721％达到113％，是原来的1/6；使材料的拉伸强度明显提高，可由原来6.7MPa达到93.76MPa，达到原来的10倍以上。

本发明纺丝的方法，包括如下步骤：

将聚(3-羟基丁酸酯-3羟基戊酸酯)与超支化聚酰胺酯类化合物熔融共混，熔融共混温度为155～172℃，然后进行纺丝，获得产品；

优选的，纺丝的工艺条件如下：

采用螺杆挤出机进行熔融共混，熔融共混3～5分钟，螺杆转速为60～80转/min，停留时间为3～7min；

卷绕速度为40～60m/min，牵伸倍数为4～10倍；

所述的超支化聚酰胺酯类化合物通过分子上的活性羟基与PHBV分子上的羰基发生氢键缔合，形成交联网络。这样形成的交联网络提高了PHBV的韧性。由于添加剂为球形结构，其流动性能好，从而提高PHBV的流动性能，降低PHBV的粘性。

产物的力学性能表征：