[发明专利]一种生物基可降解聚酰胺6共聚物及其制备方法

权利要求书

1.一种生物基可降解聚酰胺6共聚物，其特征是：分子链主要由生物基二元醇链段、聚酰胺6预聚体链段和生物基聚酯链段构成；

所述聚酰胺6预聚体链段主要由己内酰胺链段和二元酸封端剂链段构成。

2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解聚酰胺6共聚物，其特征在于，生物基可降解聚酰胺6共聚物的相对粘度为2.4～4.0，热水可萃取物含量为0.05～2wt％，熔点为80～210℃；

由生物基可降解聚酰胺6共聚物制得的纤维的单丝纤度为0.5～20dtex，断裂强度为1.0～2.5cN/dtex，土壤中掩埋6个月后失重率为65～95wt％。

3.根据权利要求1所述的一种生物基可降解聚酰胺6共聚物，其特征在于，所述聚酰胺6预聚体链段、生物基聚酯链段和生物基可降解聚酰胺6共聚物的数均分子量分别为1000～3000、5000～10000和15000～28000。

4.根据权利要求1所述的一种生物基可降解聚酰胺6共聚物，其特征在于，所述生物基二元醇链段为生物基丙二醇链段和/或生物基戊二醇链段；

所述二元酸封端剂链段为HOOC(CH₂)_nCOOH链段、对苯二甲酸链段和邻苯二甲酸链段中的一种以上，n为2～10；

所述生物基聚酯链段为生物基聚羟基丁酸戊酸共聚酯链段和/或生物基聚乳酸链段。

5.制备如权利要求1～4任一项所述的一种生物基可降解聚酰胺6共聚物的方法，其特征是：首先合成二元酸封端的聚酰胺6预聚体，然后加入生物基二元醇使其与端基的羧基反应制得聚酰胺6预聚体酯化物，最后将聚酰胺6预聚体酯化物与生物基聚酯混合后进行酯交换反应制得生物基可降解聚酰胺6共聚物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)在温度为60～100℃的条件下，将己内酰胺、二元酸封端剂、去离子水和催化剂混合得到混合物，二元酸封端剂、去离子水和催化剂的添加量分别为己内酰胺添加量的5～30wt％、2～5wt％和0.1～1wt％；

(2)将所述混合物进行预聚合反应制得二元酸封端的聚酰胺6预聚体，预聚合反应的温度为220～300℃，压力为0.1～3MPa，气氛为氮气，终止条件为聚酰胺6预聚体的数均分子量为1000～3000，端氨基含量低于1mmol/kg；

(3)将生物基二元醇与聚酰胺6预聚体混合后进行酯化反应制得聚酰胺6预聚体酯化物，生物基二元醇的羟基官能团与聚酰胺6预聚体的羧基官能团的摩尔比为2.01～2.20:1，酯化反应的温度为220～260℃，压力为0.01～0.5MPa，终止条件为酯化反应出水量达到理论出水量的95～98％；

(4)将聚酰胺6预聚体酯化物与生物基聚酯混合后进行酯交换反应制得生物基可降解聚酰胺6共聚物，酯交换反应的温度为250～280℃，压力为100Pa以下，时间为2～4h，生物基聚酯的添加量为步骤(1)中己内酰胺添加量的1～50wt％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合时伴以机械搅拌，机械搅拌的转速为60～240r/min，时间为10-60min；

所述二元酸封端剂为HOOC(CH₂)_nCOOH、对苯二甲酸和邻苯二甲酸中的一种以上，n为2-10；

所述催化剂为聚酰胺66盐和NH₂(CH₂)_xCOOH中的一种以上，x为4～10。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酯化反应开始前，还加入酯化催化剂；

所述酯化催化剂的添加量为步骤(1)中己内酰胺添加量的10～500ppm；

所述酯化催化剂为甲苯-4-磺酸、苯磺酸钠、苯酚-4-磺酸和6-氨基-间甲苯磺酸中的一种以上；

所述生物基二元醇为生物基丙二醇和/或生物基戊二醇。