[发明专利]一种可降解复合材料及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种可降解复合材料及其用途，特别涉及在水中加速降解的一种可降解复合材料及其用途。

背景技术

高分子材料给人们生活带来便利、改善人们生活品质的同时,其使用后成为固体废弃物，在环境中不断累积，且在自然条件下难以分解，造成白色污染源，严重危害环境，这已成为国际社会关注和亟待解决的严重环境污染问题。采用传统的焚烧、掩埋等处理技术均存在一定的缺陷，而回收利用往往又存在一定的局限性，因而开发环境可接受的降解性高分子材料是解决高分子材料的废弃物处理问题的重要途径，这是目前高分子领域的一个热门课题。

随着可降解材料的开发和利用，它被广泛用于各个领域，从制作可降解塑料袋、尿布和水瓶，到制作用于药物递送的可降解赋形剂和外科手术用的可降解植入物，再到多种多样的工业用途，例如土壤治理、农业等。近年，可降解材料逐渐被用于油气开采中。例如，已经被用于滤失控制用于分流，和作为油气开采井下应用中的临时塞等。除填充和封堵刚好位于储层中的裂缝及渗透区域外，可降解材料还已经用于形成井眼中的固结塞，所述固结塞在使用后将会降解，从而消除了回收的需要。但是，由于现有可降解材料降解速度相对较慢，因此需要开发可以用于这类应用中的新材料，特别是尤其需要能够在井下条件下迅速降解的材料。

近年来，人们尝试在可降解材料中添加水溶性添加剂以提高可降解材料的吸水速率；添加蜡填充剂，在蜡熔融后，其增加在聚合物中的自由体积以提高孔隙率，从而增加吸水量；添加反应性碱性填充剂，当其与水接触时产生氢氧根或其它强亲核物质，在亲核物质的催化作用下提高吸水速率和酯键的水解速率。但是仍有待开发适用性更广的性能更优的可降解材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种在水中加速降解的可降解复合材料，以及它们各种不同的工业、医疗和消费品用途。本发明通过在制备所述复合材料的可降解复合组合物中添加一种使聚合物内部呈现酸性环境的填充剂，从而使所述聚合物在酸性条件下加速降解。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可降解复合组合物，包含可降解聚合物和填充剂，所述填充剂选自下述式(I)的磷酸单酯、式(II)的磷酸双酯中的一种或多种的混合物：

其中，R₁选自烷基、芳基、脂肪醇聚氧乙烯基、烷基酚聚氧乙烯基、硅氧烷基或烷基醇酰胺基；

R₂相同或不同，彼此独立地选自烷基、芳基、脂肪醇聚氧乙烯基、烷基酚聚氧乙烯基、硅氧烷基或烷基醇酰胺基。

优选地，所述组合物由所述可降解聚合物和所述填充剂组成。

本发明中，所述可降解聚合物的含量为70-99.9重量份，所述填充剂的含量为0.1-30重量份。优选地，所述可降解聚合物的含量为75-99.9重量份，所述填充剂的含量为0.1-25重量份。更优选地，所述可降解聚合物的含量为80-99.5重量份，所述填充剂的含量为0.5-20重量份。

本发明中，所述的填充剂选自烷基磷酸单酯、烷基磷酸双酯、芳基磷酸单酯、芳基磷酸双酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸双酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸双酯、硅氧烷磷酸单酯、硅氧烷磷酸双酯、烷基醇酰胺磷酸单酯、烷基醇酰胺磷酸双酯中的一种或几种。

本发明中，所述的烷基选自C_1-22的直链或支链烷基，优选C_1-16的直链或支链烷基；例如，所述烷基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基或十六烷基及其他们的异构体形式的相应取代基。其中，对于烷基磷酸单酯、烷基磷酸双酯、烷基醇酰胺磷酸单酯、烷基醇酰胺磷酸双酯中的烷基，优选为C_4-10的直链或支链烷基；烷基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸双酯中的烷基，优选为C_3-22(更优选C_10-20)的直链或支链烷基。

本发明中，所述的芳基中的苯环的个数为1-10，优选为1-3个。

本发明中，所述的芳基中的碳原子数为6-30，优选为苯基、萘基等。

本发明中，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸双酯中脂肪醇部分为2-30个碳原子数的烃基，优选为3-22个碳原子数的烃基，更优选10-20个碳原子的烃基，特别地，所述烃基可以是饱和的或不饱和的。所述的脂肪醇可以为一元醇、二元醇或多元醇。例如乙二醇、丙二醇、丙三醇等。