[发明专利]一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯及其聚乳酸嵌段共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯与一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯-聚乳酸嵌段共聚物的制备方法。

背景技术

聚乙烯等通用塑料具有优异的力学性能，可加工成各种日用制品，给人们的生活带来了方便。废弃塑料需要数十年的时间才能分解，给自然环境带来了巨大的危害，长期残存于土壤中，可影响植物的生长，危害动物的生存。因此，开发环境友好可降解塑料替代传统的不可降解塑料，解决白色污染，成为当前高分子产业领域发展的方向。发展环境友好的生物基产品，已成为转变经济增长方式、保障生态链良性循环和实现经济社会可持续发展的战略需求。

聚乳酸(PLA)是一种新型聚酯材料，原料来源于淀粉、糖以及纤维素等植物资源，而且生物可降解性良好，使用后能被自然界中的微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。PLA在诸如力学强度、防渗透性、光泽度、透光度和加工性等方面的性能与聚丙烯和聚苯乙烯相近。PLA集经济性和绿色于一体，是目前性价比最高，且最先批量实现产业化的可持续发展的可降解塑料。

但是聚乳酸韧性较差，熔体强度低，不易吹膜加工为薄膜制品，上述缺点限制了聚乳酸的应用领域。聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯(PBAT)是一种芳香族-脂肪族共聚酯，兼具脂肪族聚酯的柔性与芳香族聚酯的良好力学与热稳定性能。文献报道PBAT可作为一种有效的PLA增韧改性剂，例如：顾书英采用PBAT熔融共混改善PLA的柔韧性，改性后PLA断裂伸长率增至9％，但是PBAT与PLA分相严重。袁华针对PLA/PBAT共混体系分相难题，采用二异氰酸酯作为扩链剂，有效提升PLA/PBAT共混体系柔韧性，但是二异氰酸酯具有一定毒性，限制了改性PLA的应用。公开号为CN103113533A的中国专利公开了一种聚乳酸共聚物，其采用聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯-聚乳酸(PLA-PBAT-PLA)嵌段共聚物作为增容剂，提升PLA与PBAT相容性，解决增容剂的安全性难题；而公开号为CN102838734A的中国专利公开了增容剂嵌段共聚物PLA-PBAT-PLA的合成方法，其第一步采用钛酸四丁酯催化缩聚合成大单体聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯，第二步熔融PBAT与丙交酯混合，加入辛酸亚锡催化丙交酯开环共聚合得到嵌段共聚物PLA-PBAT-PLA。上述专利采用两步本体熔融反应合成嵌段PLA-PBAT-PLA，不采用溶剂，生产过程更环保，但是第一步缩聚与第二步开环共聚合添加不同催化剂，多步添加催化剂，增加工艺复杂程度与生产成本，不利于工业化生产。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯-聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，本申请提供的嵌段共聚物的制备方法简单。

有鉴于此，本申请提供了一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯的制备方法，包括：

在苯甲酸亚锡的催化作用下，将对苯二甲酸源、己二酸与丁二醇进行缩聚反应，得到聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯。

本申请还提供了一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯-聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

在苯甲酸亚锡的催化作用下，将对苯二甲酸源、己二酸与丁二醇进行缩聚反应，得到聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯；

将所述聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯与丙交酯混合后反应，得到聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯-聚乳酸嵌段共聚物。

优选的，所述对苯二甲酸源选自对苯二甲酸和对苯二甲酸衍生物中的一种或多种；所述对苯二甲酸衍生物包括对苯二甲酸单酯和对苯二甲酸二酯，所述对苯二甲酸单酯选自对苯二甲酸单甲酯、对苯二甲酸单乙酯、对苯二甲酸单丙酯、对苯二甲酸单丁酯、对苯二甲酸单戊酯、对苯二甲酸单己酯、对苯二甲酸单庚酯和对苯二甲酸单辛酯中的一种或多种；所述对苯二甲酸二酯选自对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二丙酯、对苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二戊酯、对苯二甲酸二己酯、对苯二甲酸二庚酯和对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。

优选的，所述苯甲酸亚锡的质量与所述对苯二甲酸、己二酸和丁二醇总质量的比例为(0.01～1)：100。

优选的，所述丙交酯选自左旋丙交酯、右旋丙交酯和内消旋丙交酯中的一种或多种。

优选的，所述聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯与所述丙交酯的质量比为(1～90)：10。

优选的，得到聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯-聚乳酸嵌段共聚物的过程具体为：

将所述聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯冷却后再与丙交酯混合，升温后反应。