[发明专利]一种聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物及制备方法

说明书

一种聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯‑聚乳酸共聚物及制备方法，所述的聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯是通过直接酯化法制得，对苯二甲酸、丁二酸、1,4‑丁二醇、钛酸四丁酯催化剂按比例加入反应釜内，氮气保护搅拌进行酯化反应，进行缩聚反应，得到聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯；聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯‑聚乳酸共聚物是由L‑丙交酯和聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯，在氯化锡催化剂作用下，开环缩聚合成制得。该发明采用直接引发开环聚合反应，其共聚物将聚对苯二甲酸‑共‑丁二酸丁二醇酯链段与聚乳酸链段结合，可有效改善聚乳酸的脆性，又完全生物降解，应用于生物降解技术领域中。

技术领域

本发明涉及生物降解技术领域中的一种聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物及制备方法。

背景技术

塑料制品在人们生活工作中是比不可少的，传统塑料制品不降解，已造成了白色污染问题，开发和发展生物降解类材料和制品已经成为当前的研究热点。聚乳酸(PLA)是一种重要的生物降解树脂，是目前在生物降解领域应用中广泛的种类之一。但是聚乳酸存在熔体强度低、韧性较差、缺乏柔性和弹性、耐热性差等缺点，使其应用受到一定限制。长链脂肪族-芳香族共聚酯高分子材料结合了脂肪族聚酯的可降解性和芳香族聚酯优异的力学和热性能，与PLA相比具有较快的生物降解速率和优良的柔韧性。聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)是一种长链脂肪族-芳香族共聚酯具有优良的力学性能、热性能和柔韧性。聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯(PBST)是一种脂肪-芳香族共聚酯，在合适的组成范围，PBST可生物降解，并且具有优于脂肪族聚酯的力学性能。相比于已经工业化生产的PBAT，PBST具有相当的热性能和力学性能，在吹膜加工性能和薄膜透明性上更胜一筹。

目前在应用中通常将PBAT与PLA性能互补，共混得到生物降解产品。PBST替代PBAT可与PLA性能互补，共混得到新的生物降解产品。但PBST与PLA相容性较差，共混产品性能不稳定。针对共混问题，目前常用异氰酸酯类扩链剂进行扩链反应解决共混相容性不良问题，但扩链反应存在扩链剂毒性或扩链后产品的分子量分布宽的问题，对产品有不良的影响。因此，研制开发一种聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物及制备方法一直是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物及制备方法，该发明通过将聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯的柔性链段和聚乳酸硬性链段通过共聚改性在分子上进行结合，使共聚物兼具两种材料的性能，同时解决两种材料的相容性不良的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物，所述的一种聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物的结构通式如下所述：

其中，m，x，y为聚合单元的聚合度，均为自然正整数；共聚物重均分子量为135000-165000；

所述的一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物的制备方法，具体步骤如下：

(1)所述的聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯是通过直接酯化法制得，对苯二甲酸、丁二酸、1,4-丁二醇、钛酸四丁酯催化剂按比例加入反应釜内，氮气保护搅拌下，升温至130-160℃，进行酯化反应，流出水分到理论出水量后，升温至200-220℃，真空度保持在80-100Pa，进行缩聚反应，得到聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯；

(2)聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯-聚乳酸共聚物是由L-丙交酯和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯，在氯化锡催化剂作用下，反应温度为110-150℃，反应时间为8-24h，开环缩聚合成制得；

所述的L-丙交酯和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯的质量比1.7-4.2：1；

所述的氯化锡催化剂的用量为丙交酯质量的0.005-1.02％；