[发明专利]一种高流动性抗菌PBAT聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高流动性抗菌PBAT聚合物及其制备方法，方法为：首先由季戊四醇与精氨酸反应制得抗菌单体，然后由己二酸、丁二醇和抗菌单体反应制得抗菌预聚物，接着由抗菌预聚物与己二酸丁二醇酯化物反应制得高流动抗菌低聚物，最后由对苯二甲酸丁二醇酯化物与高流动抗菌低聚物反应制得高流动性抗菌PBAT聚合物；制得的高流动性抗菌PBAT聚合物重均分子量为150000～250000；在温度为190℃且负荷为2.16kg的条件下测得熔融指数为10～25g/10min；熔点为115～150℃；端羧基含量为15～35mmol/kg；弯曲模量为900～1500MPa；对大肠杆菌的抑菌率为83～100％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为65～100％；45天的生物降解率为17.5～24％。本发明的高流动性抗菌PBAT聚合物，具有紧凑的星形结构，流动性高，便于后续加工和应用。

技术领域

本发明涉及PBAT聚合物的制备技术领域，特别是涉及一种高流动性抗菌PBAT聚合物及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，塑料制品的使用量逐年递增，其导致的“白色污染”问题成为社会广泛关注的焦点。其中应用广泛且难以回收处理的一次性不可降解塑料成为目前防控塑料污染的前沿阵地，解决方案除了控制其使用量、加大其回收力度外，如何找到质优价廉的替代塑料也是一大难题，由此可生物降解塑料进入大众视野。可生物降解塑料的特点是在一定条件下可完全降解为H₂O和CO₂，不会造成环境污染。聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是当前市场上应用较多的一类可生物降解塑料，属于脂肪-芳香族共聚酯，兼具PBA和PBT的特性，既有良好的力学性能又有优异的生物降解性。

PBAT目前常用于包装、纺织、农业等行业，对其抗菌性能有较高要求，但PBAT本身不具有抗菌性，使用过程中很容易滋生细菌，限制了其在市场上的应用和发展。目前，研究人员主要是通过物理共混的方式在PBAT中添加抗菌剂，以得到具有抗菌功能特性的PBAT。

专利CN 201810547264.7公开了一种高抗菌性PLA/PBAT材料及其制备方法与应用，该专利将无机填料在负压条件下与锌盐水溶液混合，再碱化、热处理、偶联，获得ZnO均匀分布的抗菌性填料，最后与PLA和PBAT混合得到高抗菌性PLA/PBAT材料，可提高材料的抗菌效率，并避免由于直接填充纳米ZnO导致的材料力学性能下降，偶联剂的负载可提高抗菌性无机填料在PLA/PBAT基体中的分散性及粘合力，当抗菌剂无机填料的添加量达到1phr时，PLA/PBAT材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率即可达100％，当添加量达到20phr时，PLA/PBAT材料的拉伸强度和冲击强度没有下降现象，同时弯曲强度得以提高，由此制备的高抗菌性PLA/PBAT材料可被用于包装薄膜、无纺布、管材或片材等领域中。

专利CN 201611142659.6公开了一种抗菌PBAT/PLA复合膜及其制备方法，复合膜中各组分及重量份数为：PBAT/PLA 94～98份，抗菌性增容剂0.5～2份，钛酸四丁酯0.5～2份，润滑剂1～2份，其中PBAT/PLA中各组分及重量份数为：PBAT 60～80份，PLA 20～40份，该专利提供的一种抗菌PBAT/PLA复合膜，将抗菌性增容剂和钛酸四丁酯添加到PBAT/PLA共混体系中以后，不仅能够使体系的相容性得到较大的提高，还能避免添加低分子量的光稳定剂和抗菌剂等添加剂，有效避免了低分子物质在材料使用和储存过程中发生渗透、迁移现象，最终使材料性能下降的问题。

专利CN 202011576434.8公开了一种全生物降解抗菌PLA/PBAT膜及其制备方法，全生物降解抗菌PLA/PBAT膜中各组分及重量份数为：PLA 65～85份，PBAT 15～35份，复合抗菌剂8～15份，偶联剂2～5份，润滑剂0.1～0.5份，抗氧剂0.3～0.8份，其中，所述复合抗菌剂是由ε聚赖氨酸盐酸盐和滑石粉通过改性制备方法得到，该专利提供的全生物降解抗菌PLA/PBAT膜，选用两种全生物降解聚合物PLA和PBAT为基体，采用无机填料滑石粉为载体分散抗菌活性中心ε聚赖氨酸盐酸盐，使得PLA/PBAT膜成为一种具有优异力学性能和抗菌性能的全生物降解新型复合材料。