一種可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯及其制備方法，本發明以丁二酸酐、草酸和1,4-丁二醇為單體，采用酯化和熔融縮聚兩步法得到聚丁二酸草酸丁二醇酯。產物的特性黏度達到0.90dL/g。該聚酯具有良好的生物降解性、較高的熔融溫度和較低的結晶度，可以作為通用塑料代替傳統非降解塑料。本發明制備方法和后處理簡單，原料來源廣泛且價格便宜，操作簡單，可以產業化生產。
【專利說明】一種可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯(Poly (butylenesuccinate-co-oxalate), PBSO)的制備方法,屬于高分子材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]傳統塑料源于不可再生的石油資源，且難以降解，造成了當前“白色污染”等一系列環境問題，嚴重制約了經濟的可持續發展。因此，發展能為生物所降解的生物可降解塑料取代傳統塑料，對當前的環境問題和可持續發展具有重要的意義。
[0003]脂肪族聚酯由于具有良好的生物降解性已成為可降解塑料研發的熱點。其中，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)綜合性能優異:力學性能較好，耐熱性能好，熱變形溫度接近100°C。因而對PBS的研究已引起學者的重視。然而PBS結晶度較高，高達60%，以致其脆性比較高，斷裂伸長率僅為300%左右等因素不利于工業加工，限制了其產業化、規模化應用，使得人們開始考慮在不降低其降解性能的情況下，降低結晶度，提高其機械性能。
[0004]草酸可以以木屑為原料制取，也可以以淀粉或葡萄糖母液為原料氧化制取，因此是一種生物質來源廣泛的原料，且由草酸合成的聚草酸丁二醇酯自身也能為生物所降解，其熔融溫度為103°C，高于100°C，具有良好的靜態熱穩定性，溫度加工窗口較寬。若PBS結構中能引入草酸丁二醇酯單元，可以有效的降低PBS結晶度，改善其機械性能，并不影響其生物降解性能，對實現PBS產業化生產，解決“白色”污染等問題具有強烈的現實意義。
[0005]目前，以草酸結構單元引入到PBS結構中，對PBS進行改性的研究暫未報道。為了實現PBS的產業化，解決PBS結晶度較高，機械性能較差等問題，本發明人以丁二酸酐、草酸和1，4-丁二醇為單體，合成出了具有較高特性粘度，較高熔融溫度，較低結晶度的聚丁二酸草酸丁二醇酯，該聚酯可以作為通用塑料使用，取代當前的傳統塑料。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種聚丁二酸草酸丁二醇酯的制備方法，其具有較高分子量、較低結晶度、較高熔融溫度，便于工業規模化加工生產。
[0007]為實現本發明的目的，本發明的技術方案如下。
[0008]一種可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯，其特征在于:該聚酯是由單體丁二酸酐、草酸和單體1，4- 丁二醇共聚而成的可生物降解線性聚酯，化學結構式為:
[0009]
【權利要求】
1.一種可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯，其特征在于:該聚酯是由單體丁二酸酐、草酸和申.體1，4- 丁二醇共聚而成的可生物降解線性聚酯，化學結構式為:
2.—種權利要求1所述可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯的制備方法，其特征在于:以丁二酸酐、草酸和1，4-丁二醇為單體，采用酯化反應和熔融縮聚兩步法制備，單體丁二酸酐與草酸的摩爾比為0.95:0.05~0.65:0.35，丁二酸酐和草酸兩者總酸與1，4- 丁二醇的摩爾比為1:1~1:5。 具體步驟如下: 1)酯化反應 按配比稱取丁二酸酐、草酸、1，4-丁二醇和酯化催化劑置于反應器中,N2保護下升溫至160~200°C，反應物完全熔融，攪拌反應0.5~3h后，得到酯化反應產物； 2)熔融縮聚 向步驟I)得到的酯化反應產物中添加縮聚催化劑，在溫度210~250°C，真空度2000pa以下，縮聚2~6h，得到聚丁二酸草酸丁二醇酯。
3.根據權利要求2所述的可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯的制備方法，其特征在于:所述丁二酸酐與草酸的摩爾比為0.95:0.05~0.65:0.35, 丁二酸酐和草酸兩者總酸與1,4-丁二醇的摩爾比為1:1~1:5。
4.根據權利要求3所述的可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯的制備方法，其特征在于:所述酯化催化劑為鈦酸四正丁酯、二氧化鍺、乙酰丙酮鋯、三氯化鉍和乙酰丙酮鑭。
5.根據權利要求3所述的可生物降解的聚丁二酸草酸丁二醇酯的制備方法，其特征在于:所述縮聚催化劑為鈦酸四正丁酯、乙酰丙酮鋯、三氯化鉍、乙酰丙酮鑭、氯化亞錫、二氧化鍺和鋯鑭復合氧化物催化劑。
【文檔編號】C08G63/85GK103613743SQ201310502801
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】李云政, 陳魁, 張磊, 萬玉青 申請人:安徽雪郎生物科技股份有限公司