一种含三元环的二酯单体制备可快速水中降解的制造技术

本发明专利技术属于高分子材料合成领域，具体涉及一种用三元环单体制备改性

【技术实现步骤摘要】
一种含三元环的二酯单体制备可快速水中降解的PBS共聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料合成
，涉及利用含三元环二酯单体制备可快速水解的
PBS
共聚及其制备方法，具体涉及一种用含三元环的单体与
1,4
‑
丁二醇和
1,4
‑
丁二酸制备具可快速水解
PBS
共聚酯及其制备方法
。

技术介绍

[0002]聚
(
丁二酸丁二酯
)(PBS)
是一种新型的可降解聚酯材料，其具有力学性能优异
、
热稳定性好等诸多优点，是最有潜力能代替传统高分子的环境友好型材料之一，主要应用于包装材料
、
餐具以及生物医疗器械等领域
。
但其疏水性强，降解需要严苛的条件，比如在特定的酶或者微生物存在情况下
。
在自然条件
PBS
下很难降解，导致
PBS
塑料会造成严重的白色污染
。
常规情况下，采用多种方法提高
PBS
的水中降解性能
。
一是开发新的可降解聚酯材料替代
PBS
；二是采用亲水单体与
PBS
进行共聚；三是采用亲水聚合物或者亲水助剂与
PBS
进行共混
。
但存在许多问题：如新原料造价高，改性
PBS
材料热
、
力学性能差，原料仍来自于非可再生的石化副产物等
。
[0003]如何在不影响
PBS
聚酯本身具有的热性能及力学性能的情况下，利用绿色原料进一步改善
PBS
材料在自然条件下的水中降解慢问题，是亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的旨在提供一种用含三元环的二酯单体制备改性
PBS
共聚酯及方法，此制备方法合成工艺简单，易于操作，产率较高，绿色环保，易于工业化推广
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一类可快速水中降解的
PBS
共聚酯，包括式
(a)
所示的丁二酸丁二酯重复单元
、
由式
(b)
所示的
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元，
[0007]其化学名称为：聚
(
丁二酸丁二酯
‑
共
‑
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯
)
[0008][0009][0010]所述
PBS
共聚酯数均分子量不低于
10000g/mol
；
[0011]所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯
100
天水中降解率不低于
30
％
。
[0012]进一步地，以所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯为
100
％计，其中，所述
N,N
’‑
反
‑
1,
4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元摩尔占比5％
‑
40
％；其余为丁二酸丁二酯重复单元
。
[0013]进一步地，以所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯为
100
％计，其中，所述
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元摩尔占比
20
％
‑
30
％；其余为丁二酸丁二酯重复单元
。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种用含三元环的二酯单体制备可快速水中降解的
PBS
共聚酯的方法，所述共聚物由
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
，
1,4
‑
丁二醇和
1,4
‑
丁二酸在无溶剂条件下通过缩合聚合得到
。
[0015]进一步地，可快速水中降解的
PBS
共聚酯的制备方法包括以下步骤：
[0016]将
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
和
1,4
‑
丁二醇，
1,4
‑
丁二酸投入密闭反应器中，加入催化剂，依次进行酯交换反应
、
预缩聚和缩聚反应，得到所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯
。
[0017]进一步地，所述的
1,4
‑
丁二酸
、N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
和
1,4
‑
丁二醇的酸醇摩尔比为为1：
1.2
‑3，更优选的摩尔比为1：
1.5。
[0018]进一步地，所述催化剂为钛酸四丁酯，其加入量为
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)、1,4
‑
丁二醇和
1,4
‑
丁二酸总投料摩尔量的
0.05
％～
0.55
％
。
[0019]进一步地，所述酯交换反应的温度为
180
‑
230℃
，酯交换反应时间为5～
10h。
[0020]进一步地，所述缩聚反应在真空度小于等于<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一类可快速水解
PBS
共聚酯，其特征在于，所述共聚酯包括式
(a)
所示的丁二酸丁二酯重复单元
、
由式
(b)
所示的
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元，其化学名称为：聚
(
丁二酸丁二酯
‑
共
‑
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯
)
；所述
PBS
共聚酯数均分子量不低于
10000g/mol
；所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯
100
天水中降解率不低于
30
％
。2.
根据权利要求1所述的可快速水解
PBS
共聚酯，其特征在于，以所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯中
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元
、
丁二酸丁二酯重复单元摩尔数之和为
100
％计，其中，所述
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元摩尔占比5％
‑
40
％；其余为丁二酸丁二酯重复单元
。3.
根据权利要求2所述的可快速水解
PBS
共聚酯，其特征在于，以所述可快速水中降解的
PBS
共聚酯中
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元
、
丁二酸丁二酯重复单元摩尔数之和为
100
％计，所述
N,N
’‑
反
‑
1,4
‑
环己烷
‑
双
(
吡咯烷酮
‑4‑
羧酸甲酯
)
丁二酯重复单元摩尔占比
20
％
‑
30
％；其余为丁二酸丁二酯重复单元
。4.
一类如权利要求1‑3任一所述的可快速水中降解的

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠金虎，刘建，于洋，魏志勇，桑琳，
申请(专利权)人：江苏康辉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：