一种乙醇酸基聚酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种乙醇酸基聚酯弹性体及其制备方法。所述乙醇酸基聚酯弹性体由包括乙醇酸、二元醇、二元酸、稳定剂和催化剂在内原料制备而得；制备方法包括：先在保护性气体的保护下，将乙醇酸、二元醇、二元酸、稳定剂按照所述用量混合，进行酯化反应；再加入催化剂，经预缩聚、终缩聚后，得到所述乙醇酸基聚酯弹性体；本发明专利技术克服了聚乙醇酸材料脆性大，与聚酯弹性体的相容性差，从而增韧效果差的技术问题，且聚合后结构中仍包含不饱和双键，保留了其后续可加工性，制备的乙醇酸基聚酯弹性体具有优异的生物降解性能。的生物降解性能。的生物降解性能。

【技术实现步骤摘要】
一种乙醇酸基聚酯弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，进一步地说，是涉及一种乙醇酸基聚酯弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙醇酸(PGA)，又称聚羟基乙酸，其单体结构排列有序，是一种有良好生相容性和降解性的合成高分子材料，其特殊的结构使其拥有极好的气体阻隔性和优异的力学强度。虽然其主要应用于生物医学方面，但随着“禁塑令”的颁布，其在替代传统塑料上有着广泛的前景，放眼于世界，都有很大的需用量。但是由于PGA塑料的结晶度高导致其脆性大，加工困难其熔融温度高达220℃，限制了其广泛应用。近些年，由于人们的环保意识增强和国家推动可降解材料的发展，聚乙醇酸迎来发展的机遇，但聚乙醇酸材料脆性大，所以有必要针对聚乙醇酸开发新型的增韧剂。
[0003]除了利用增韧剂进行增韧，通过多元共聚来提高韧性的报道也有很多。中国专利技术专利CN103910860A公开了一种利用乙醇酸、己二酸和乙二醇进行缩聚得到高分子量的乙醇酸共聚酯的方法，虽然获得了高熔点且优异的降解性能的聚酯塑料，但在这个方案中采用了先预缩聚随后取出样品在粉碎成一定粒径大小的颗粒，再进行固相缩聚，存在其工序较为麻烦其不适合后续的批量生产，且制得的是塑料而不是弹性体。中国专利技术专利CN109438682A公开了一种使用2，5
‑
呋喃二甲酸，乙醇酸和1，4
‑
丁二酸合成了含乙醇酸的聚酯材料的方法，但在合成的过程中使用了锡类催化剂，催化剂毒性大，且制得的也是塑料而不是一个弹性体。
[0004]因此，直接利用增韧剂来对聚乙醇酸进行增韧，更为方便和可行，弹性体是最好的塑料增韧剂。中国专利技术专利CN114507424A公开了一种增韧改性聚乳酸塑料，通过多元共聚可以获得生物基聚酯弹性体，对聚乳酸有很好的增韧效果。然而，通过该聚酯弹性体来增韧聚乙醇酸的效果很差，对实验结果进行分析，发现是由于普通的聚酯弹性体与聚乙醇酸的结构差别大，相容性不够，有待于进一步解决。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种乙醇酸基聚酯弹性体及其制备方法。
[0006]本专利技术以乙醇酸为基本单元，通过多元共聚设计合成了系列乙醇酸基聚酯弹性体，该弹性体与聚乙醇酸结构相似度高，相容性好，是一种良好的聚乙醇酸增韧剂。
[0007]本专利技术用聚乙醇酸、二元酸、二元醇合成制备了一种乙醇酸基聚酯弹性体，克服了聚乙醇酸材料脆性大，与聚酯弹性体的相容性差，从而增韧效果差的技术问题；为了解决中国专利技术专利CN103910860A和CN109438682A报道的乙醇酸基聚酯有固定的熔点，得到的是一种塑料没有增韧效果，本专利技术采用四元或五元共聚的方式来破坏其结晶使其成为一个弹性体；本专利合成的共聚酯引入了双键(丁烯二醇)这使得聚合后结构中仍包含不饱和双键，
保留了其后续可加工性。
[0008]聚乙醇酸(PGA)本身就是一种有良好生相容性和降解性的合成高分子材料，其特殊的结构使其拥有极好的气体阻隔性和优异的力学强度，而本专利技术所用的二元醇与二元酸合成的聚酯结构同样具有优异的生物降解性，因此本专利技术制备的乙醇酸基聚酯弹性体的生物降解性能突出。
[0009]本专利技术的合成路线简单，制备方法简单，反应装置要求不高，较为合适目前的传统的生产线进行生产，单体来源广泛，有利于后续的工业化。
[0010]本专利技术的目的之一是提供一种乙醇酸基聚酯弹性体。
[0011]所述乙醇酸基聚酯弹性体是一种无规聚合物，其结构式为：
[0012][0013]其中，R1为碳原子数为2～10的未支化的链状烷基，R1的碳原子数优选为2～8，重复的R1可以相同或者不同；R2为碳原子数为2～12的未支化的链状烷基；R2的碳原子数优选为2～10，更优选为2，3，4或8，重复的R2可以相同或者不同；
[0014]m占总物质的摩尔百分数的5～80％，优选为10～80％；
[0015]j占总物质的摩尔百分数的5～50％，优选为8～43％；
[0016]k占总物质的摩尔百分数的10～50％，优选为10～45％；
[0017]n+w占总物质的摩尔百分数的1～10％，优选为2～8％；
[0018]其中n、w中有一个为0，优选w为0。
[0019]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0020]所述乙醇酸基聚酯弹性体由包括乙醇酸、二元醇、二元酸、稳定剂和催化剂在内原料制备而得。
[0021]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0022]所述乙醇酸的结构式为HO
‑
CH2‑
COOH；
[0023]所述二元醇为1，4
‑
丁烯二醇和其他二元醇、或其他二元醇，其中所述二元醇中没有丁烯二醇时，在所述二元酸中必须包括衣康酸；所述其他二元醇优选为碳原子数为2～10的直链二元醇中的至少一种，更优选为乙二醇、1,3
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丙二醇、1,4
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丁二醇、1,5
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戊二醇、1,6
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己二醇、1,8
‑
辛二醇中的至少一种；当所述其他二元醇为1种时，结构式中的R1相同，当其他二元醇为2种或2种以上时，结构式中的R1不同，优选其他二元醇为1种或2种；
[0024]所述二元酸为衣康酸和其他二元酸、或其他二元酸，其中所述二元酸中没有衣康酸时，在所述二元醇中必须包括丁烯二醇；所述其他二元酸优选为碳原子数为2～12的直链二元酸中的至少一种，更优选为1,4
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丁二酸、1,5
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戊二酸、1,6
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己二酸、1,10
‑
癸二酸中的至少一种；当所述其他二元酸为1种时，结构式中的R2相同，当其他二元酸为2种或2种以上时，结构式中的R2不同，优选其他二元酸为1种或2种；
[0025]所述热稳定剂为磷酸、磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、亚磷酸、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、对苯二酚、邻甲基对苯二酚中的至少一种；
[0026]所述催化剂为碳原子数为1～12的烷基铝、有机锡、有机锌、钛酸酯中的至少一种；
优选为钛酸四丁酯、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的至少一种。
[0027]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0028]以反应总物质的摩尔数为100％，
[0029]乙醇酸占总物质的摩尔百分数为5～80％，优选为10～80％；
[0030]二元醇占总物质的摩尔百分数为6～60％，优选为10～45％；
[0031]二元酸占总物质的摩尔百分数为10～50％，优选为10～45％；
[0032]其中1,4
‑
丁烯二醇或衣康酸占总物质的摩尔百分数为1～10％，优选为2～8％。
[0033]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0034]热稳定剂的质量为反应加入的物料总质量的0.05～0.4％；优选为0.05本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙醇酸基聚酯弹性体，结构式为：其中，R1为碳原子数为2～10的未支化的链状烷基，R1的碳原子数优选为2～8，重复的R1可以相同或者不同；R2为碳原子数为2～12的未支化的链状烷基；R2的碳原子数优选为2～10，更优选为2，3，4或8，重复的R2可以相同或者不同；m占总物质的摩尔百分数的5～80％；j占总物质的摩尔百分数的5～50％；k占总物质的摩尔百分数的10～50％；n+w占总物质的摩尔百分数的1～10％；其中n、w中有一个为0，优选w为0。2.如权利要求1所述的乙醇酸基聚酯弹性体，其特征在于：m占总物质的摩尔百分数的10～80％；j占总物质的摩尔百分数的8～43％；k占总物质的摩尔百分数的10～45％；n+w占总物质的摩尔百分数的2～8％。3.如权利要求1或2所述的乙醇酸基聚酯弹性体，其特征在于：所述乙醇酸基聚酯弹性体由包括乙醇酸、二元醇、二元酸、稳定剂和催化剂在内原料制备而得。4.如权利要求3所述的乙醇酸基聚酯弹性体，其特征在于：所述二元醇为1，4
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丁烯二醇和其他二元醇、或其他二元醇，其中所述二元醇中没有丁烯二醇时，在所述二元酸中必须包括衣康酸；所述其他二元醇优选为碳原子数为2～10的直链二元醇中的至少一种，更优选为乙二醇、1,3
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丙二醇、1,4
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丁二醇、1,5
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戊二醇、1,6
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己二醇、1,8
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辛二醇中的至少一种；和/或，所述二元酸为衣康酸和其他二元酸、或其他二元酸，其中所述二元酸中没有衣康酸时，在所述二元醇中必须包括丁烯二醇；所述其他二元酸优选为碳原子数为2～12的直链二元酸中的至少一种，更优选为1,4
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丁二酸、1,5
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戊二酸、1,6
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己二酸、1,10
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癸二酸中的至少一种；和/或，所述热稳定剂为磷酸、磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、亚磷酸、亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝，钟正冲，张立群，张奇男，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：