[发明专利]一种利用回收聚酯开环聚合制备可降解聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料合成制备领域，涉及一种制备可降解的芳香族-脂肪族共聚酯的方法。

背景技术

聚酯在最近的几十年中受到越来越广泛的使用，其应用领域涵盖了从包装到汽车制件的多个领域，占全球工程塑料总消耗量的11％。其中应用最广泛的是两种芳香族聚酯聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，PET由于优良的物理机械性能以及很好的阻隔性而大量用于包装材料，尤其是饮料瓶容器等方面；PBT则由于其很好的尺寸稳定性、较低的吸水性和优异的电性能在汽车、建筑和结构等领域都得到大量的使用，据估计1996年PBT在全球的消耗量达到193000吨，并且之后每年以8％的速度增长。

这些聚酯塑料逐年增长的使用方便了人们生产生活的同时，在废弃物处理等方面也造成了很严重的环境问题。此类芳香族聚酯一般是非常耐生物降解的(J.E.Potts in“Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology”，Supp1.Vol，Wiley-Interscience，New York，1984，pp：626～668)，即使被埋于地下200年都不会发生变化，因此越来越多的高分子废弃物的堆积已逐渐发展成为对生物环境的重大污染。倾倒于海洋中的废弃塑料对鱼类资源及船舶航运造成危害，埋于地下的废弃塑料阻碍雨水渗漏及农田水土保持。在聚酯塑料用量如此之大，领域如此广泛的前提下，出于环境保护的原因全面禁止它的使用显然是不切实际的，首先很难找到一种对环境没有危害的产品去替代它，其次其低廉的价格势必使得别的材料失去竞争优势。因此，对这些聚酯塑料进行回收再利用成为可以兼顾人们生产生活需要和环境保护的最佳途径。

环境可降解的脂肪族聚酯已经被研究了很多年，它们或者是价格昂贵、或者是物理和热机械性能明显低于传统的热塑性塑料，极大地限制了它们的使用范围。目前通常的解决方法是在这些可降解的脂肪族聚酯分子链中插入芳香族单元以获得适宜的热机械性能。到目前为止，很多的脂肪族-芳香族共聚酯已经实现产业化，例如聚丁二酸丁二醇/聚对苯二甲酸丁二醇共聚酯、聚己二酸丁二醇-丁二酸丁二醇/聚对苯二甲酸丁二醇共聚酯、聚丁二酸丁二醇/聚对苯二甲酸乙二醇共聚酯、聚己二酸乙二醇/聚对苯二甲酸乙二醇共聚酯等。这类共聚酯通常是在各种环境条件下通过酶或者微生物来实现它的降解功能的。Ecoflex^{、Biomax和Eastar-Bio聚合物就是巴斯夫、杜邦和伊士曼化学公司分别生产出的包含脂肪族聚酯和对苯二甲酸单元的共聚酯产品，它们同时具备了较好的使用性能和降解性能。这些脂肪族-芳香族共聚酯还有一个共同点，都采用二元醇和二元酸(或它们相应的二甲酯)通过传统的熔融缩聚的方法制备。}

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺点，提出一种利用回收的芳香族聚酯与环状脂肪族聚酯共聚制备可降解聚酯的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明利用回收的聚酯作为原料，通过脂肪族环状聚酯与芳香族聚酯酯交换、开环聚合制备可降解的脂肪族-芳香族共聚酯。

一种制备可降解聚酯的方法，包含步骤：

(1)首先将回收的芳香族聚酯加入反应釜中，在一定温度范围内加热熔融，

(2)然后加入脂肪族环状聚酯及催化剂，搅拌均匀，在一定压力和温度条件下进行开环聚合，反应，就得到可降解聚酯。

所述的芳香族聚酯的加热温度为230～280℃。

所述的开环聚合的压力为0～1.0MPa。

所述的开环聚合的温度为160～280℃。

所述的开环聚合的反应时间为2～10h。

所述的芳香族聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)中的一种或其混合物。

所述的脂肪族环状聚酯选自己内酯、丁内酯、乙交酯、丙交酯的一种或几种。

所述的催化剂选自辛酸亚锡、氧化二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、三异丙醇铝、三乙基铝中的一种或几种。

所述的芳香族聚酯与脂肪族环状聚酯的重量比为10∶90～90∶10，优选20∶80～80∶20。

所述的催化剂的用量为脂肪族环状聚酯用量的0.01wt％～1wt％，优选0.05wt％～0.5wt％。

所述的可降解聚酯包括芳香族聚酯单元和脂肪族聚酯单元的共聚酯。

本发明的优点在于：

本发明通过对回收的芳族聚酯聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)再利用，减少对环境的危害。