[发明专利]生物可降解聚酯的制备方法

说明书

本发明提供了一种生物可降解聚酯的制备方法，所述方法以氮烷有机锌配合物作为催化剂催化环酯开环聚合，如己内酯、丙交酯和乙交酯等环酯单体。该方法能够实现可控聚合，聚合反应条件温和，操作简单，有望实现批量工业化生产。得到的聚酯分子量可控，分子量分布窄，生物安全性好，有望实现其在生物医学等领域的应用。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，特别涉及一种利用氮烷有机锌配合物催化环酯开环聚合的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，高分子材料已经渗透到国民经济和人们生活的各个方面，所产生的废弃物也与日俱增，产生大量堆积，白色污染逐渐笼罩全球，这些塑料废弃物主要来自生活垃圾、农业薄膜、包装材料、医药工程等诸多领域。大多数合成的高分子材料耐腐蚀性好，不易分解，废弃材料难以处理，目前我国对于废弃聚合的处理主要是回收再利用，但其效果并不好。因此，在不降低人们生活质量和生活便利性的前提下，生物可降解材料的重要性便尤为突出，生物可降解聚酯作为生物可降解材料的重要一类，现已被人们广泛认识。生物可降解聚酯可以在特定的条件下，通过分子内的不稳定键的断裂而分解，最终转化为二氧化碳和水，回归大自然。

目前，使用最多的生物可降解聚酯主要有聚己内酯(PCL)、聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)等，以及他们的共聚物等，这些生物可降解聚酯可以广泛的应用于医药工程、建筑工程、农业工程以及人们的日常生活，尤其在医药工程中的使用尤为突出，其可以作为药物载体，起到药物的缓释作用，还可以作为手术缝合线和手术支架，避免病人的二次手术痛苦。

生物可降解聚酯的主要制备方式为环酯的开环聚合，该反应过程中主要使用金属有机配合物作为催化剂，醇盐和酚盐的添加在一定程度上能够提高催化活性。近年来，研究较为广泛的为金属配合物体系。其中，锡金属配合物催化体系是目前催化活性最好的体系，但是锡金属在地壳中的含量仅0.004％，使用成本较高，且锡金属具有一定的细胞毒性，其催化得到的生物可降解聚酯使用时会有很大的限制。

锌是参与人体新陈代谢的元素之一，且在自然界中属于常见金属，获取成本低，价格低廉。近年来以锌配合物催化环酯开环聚合的研究较多，但目前新催化剂的催化活性均较弱，且在空气中的稳定性差，储存和运输困难。为了满足高分子材料的大规模生产，并且能够制备生物安全性高、分子量较高且分子量分布较窄的生物可降解材料，急需研究和开发工艺简单、可实现工业化生产的聚酯聚合方法，制备得到生物安全性高、性能好的生物可降解聚酯。

发明内容

为了解决上述问题，本发明中提供了一种生物可降解聚酯的制备方法，利用氮烷有机锌配合物催化环酯单体开环聚合，并且配合使用有机硅胺锂或有机硅胺锌作为引发剂，小分子醇类作为共引发剂，使得该方法能够进行批量制备，通过工艺控制，得到的聚酯分子量分布窄，根据应用方向，有效控制聚合物的分子量，催化剂催化活性好和生物安全性高，易于存储和使用，该方法在其工业应用上具有良好的推广前景，从而完成本发明。

本发明第一方面的目的在于提供一种生物可降解聚酯的制备方法，所述方法以氮烷有机锌配合物作为催化剂催化环酯开环聚合。所述聚酯选自己内酯、丙交酯和乙交酯中的一种或几种的聚合物。

所述氮烷有机锌配合物包含氢化喹啉单元和仲胺基，优选地，所述配合物还包含芳香膦基团。

所述方法具体包括以下步骤：

步骤1、制备氮烷有机锌配合物；

步骤2、将环酯单体加入到含有氮烷有机锌配合物和引发剂的溶剂中，加热反应，得到反应液；

步骤3、后处理反应液，得到聚酯。

步骤2中，

所述环酯单体选自己内酯、丙交酯和乙交酯中的一种或几种，优选为己内酯，更优选为ε-己内酯。

所述引发剂选自硅胺基锂和硅胺基锌中的一种或几种，优选选自硅胺基锂中的一种或几种，更优选为双三甲基硅基胺基锂。