[发明专利]一种生物可降解共聚物

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种生物可降解共聚物。

背景技术

近年来，由于大量使用非可再生的石油基化合物制备商业用高分子聚合物造成了环境污染，传统的高分子回收条件非常苛刻，由于聚合物结构中一般化合键的高稳定性，通常需要在高温下进行高分子聚合物的分解和回收，同时不可避免在高温下产生许多复杂的副反应，造成回收产物的纯度大大降低。所以对于生物可降解和可回收新型聚合物的需求变得十分迫切。

具有优良的生物相容性和可生物降解性的聚羟基酸或聚氨基酸，其来源于可再生资源农作物(如玉米，木薯甚至秸秆等)，最突出的优点是生物可降解性，其使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水等产物，不污染环境，对保护环境非常有利。这些聚羟基酸或聚氨基酸一般具有良好的机械性能及物理性能，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便。在有诸多优良性质的同时，也存在一些不能很好满足包装制品需要的缺点，其柔软性不足，通常采用与具有柔性链段的可降解聚合物共聚改善其柔韧性。

含有可降解共聚物链段的新型生物可降解共聚物，即能够很好的解决高分子聚合物降解和回收问题，共聚物中的聚醚链段相和亚甲基链段具有优异的柔顺性，能够很好的克服某些可降解聚酯的脆性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备方法简单经济，原料丰富易得，易于工业化生产的生物可降解共聚物。

本发明提出的生物可降解共聚物，以聚羟基酸或聚氨基酸、聚合物多元醇、聚合物多元酸或聚合物多元胺作为原料，通过直接熔融缩聚法制备共聚物，然后共聚物再相互通过偶联反应形成一种新型可降解共聚物；该共聚物具有如下结构通式：

其中，R₁为多元醇、多元胺、多元酸或多元酸酐结构中的一种或几种；R₂为C_nH_2n+1，其中n为1-10、苯基或取代苯基中任一种；R₃为可降解聚羟基酸或聚氨基酸；R₁结构占共聚物的总摩尔比的10％-50％，R₂结构占共聚物的总摩尔比的10％-50％，R₃结构占共聚物的总摩尔比的50％-90％，共聚物链段中若含有苯环结构，则苯环类链段占聚合物摩尔比例不超过30％。本发明中，所述多元醇是聚丙烯酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚乙烯醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、甘油、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、三羟基甲基丙烷、1，2，6-己三醇、季戊四醇、双季戊四醇、山梨醇、木糖醇及符合通式CnH₂n+₂-x(OH)x(x≥3)的多羟基醇或它们共聚物中的一种或几种。

本发明中，所述聚丙烯酸酯多元醇指通过丙烯酸和/或甲基丙烯酸单体(共)聚合而得到的具有多个羟基的聚合物。其他烯类不饱和可聚合单体也可用于制备聚丙烯酸酯多元醇，例如乙烯基芳族单体，其他乙烯基或烯丙基单体。

本发明中，所述丙烯酸和/或甲基丙烯酸单体为(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、线性或支化(甲基)丙烯酸戊酯、己酯、庚酯、辛酯或更高的酯。(甲基)丙烯酸叔丁基环己基酯或叔丁基苯乙烯、癸酸乙烯酯或十二烷酸乙烯酯，(甲基)丙烯酸羟基丁基酯。

本发明中，所述聚醚多元醇可以通过乙二醇，二乙二醇，丙二醇，二丙二醇，丙三醇，聚乙二醇，聚丙二醇，聚丙三醇为起始单体，与环氧乙烷，环氧丙烷开环反应得到。

本发明中，所述多元胺是饱和脂肪族多元胺，如乙二胺(EDA)、亚丙基二胺、亚己基二胺和二亚乙基三胺、亚己基二胺、1，4-丁二胺(DBA)、1，3-丙二胺(DPA)、六亚甲基四胺、二[聚环氧乙烷2二胺](BPEOBA)和二亚乙基三胺；不饱和脂肪族多元胺，如二乙烯三胺；芳香族多元胺，如4，4’-二氨基二苯甲烷(MDA)的一种或几种。

本发明中，所述多元酸为琥珀酸、己二酸、癸二酸、十二烷二酸、辛烯基琥珀酸、十二碳烯基琥珀酸(任何异构体或异构体的混合物)、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸或二聚脂肪酸中的一种或几种。

本发明中，所述多元酸酐为癸酸酐、十二烷酸酐、十二烷基琥珀酸酐或十二碳烯基琥珀酸酐中的一种或几种。