[发明专利]一种全生物基瓶刷状热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开一种全生物基瓶刷状热塑性弹性体，涉及热塑性弹性体技术领域，其结构式如下：本发明还提供上述全生物基瓶刷状热塑性弹性体的制备方法。本发明的有益效果在于：本发明中的全生物基瓶刷状热塑性弹性体力学性能优异，应变达到500％以上，具有良好的生物相容性，以及可自然降解，对环境友好。

技术领域

本发明涉及热塑性弹性体技术领域，具体涉及一种全生物基瓶刷状热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体既有类似于橡胶的弹性，还能像塑料一样通过注射成型、挤出成型和热压成型等方式进行成型加工，结合了橡胶优异的弹性以及塑料易于成型加工这两大优势，在备受科研人员关注的同时也被广泛应用于汽车零部件、建筑材料、医疗器械、密封制品、体育器材和电子产品等行业。

然而，热塑性弹性体大多是由不可再生的石油基资源制备而来的，近些年来，能源枯竭以及日益严峻的环境污染问题，困扰着无数的科研工作者。从可再生的生物质材料中提取“绿色”化学品和材料，替代当前普遍使用的石油基聚合物被认为是解决当前问题的有效方法。

因此，人们对一些天然资源及其衍生物，如植物油、松香、香草醛和萜类等进行简单的修饰，制备了一系列可用于聚合的生物基可降解单体，用以替代石油基单体，制备生物基热塑性弹性体，以期摆脱对不可再生资源的过度依赖。

但是，生物基热塑性弹性体材料力学性能较差，通常需要填充一些纳米材料对其进行增强，或者引入共价或非共价的相互作用才能获得性能优良的热塑性弹性体材料，如何制备高性能生物基热塑性弹性体材料成为了研究的热点问题。

瓶刷状接枝聚合物，可以通过调整主链和侧链的长度，侧链的接枝密度等控制自身的微观拓扑结构，进而实现对其力学性能的调控。如公开号为CN111187385A的专利公开一种纤维素基瓶刷状热塑性弹性体，其将纤维素与有机分子结合形成热塑性弹性体，但其应变最高仅为160％左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新的全生物基瓶刷状热塑性弹性体及其制备方法，其具有良好的延展性和力学性能。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：

一种全生物基瓶刷状热塑性弹性体，其结构式如下：

其中50≤n≤200，100≤m≤1000，0≤l≤1000，R₁为中的任意一个基团；

R₂为：

中的任意一个或多个基团；

R₃为：

中的任意一个或多个基团。

有益效果：本发明中的全生物基瓶刷状热塑性弹性体力学性能优异，应变达到500％以上。甲壳素主链存在大量的酯键，侧链的单体也全部都是存在酯键结构的，酯键在自然条件下可以很好的断裂降解，具有良好的生物相容性，对环境友好。

本发明中的全生物基瓶刷状热塑性弹性体以甲壳素这种天然生物质材料作为刚性主链，接枝有一系列生物基单体，刚性的甲壳素在整个聚合物体系中充当了交联点的作用，长碳链的生物基单体赋予聚合物网络良好的链柔性和延展性。

制备上述全生物基瓶刷状热塑性弹性体的方法，包括以下步骤：

(1)将甲壳素大分子链转移剂，反应单体A和反应单体B，以及引发剂加入到有混合溶剂的反应瓶中；

(2)排除反应瓶中的水和空气，在60-100℃下反应，反应结束后，收集产物并干燥；

所述甲壳素大分子链转移剂的结构式如下：