[发明专利]含有双键的可生物降解脂肪族聚酯均聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有双键的可生物降解脂肪族聚酯均聚物及其制备方法。

背景技术

高分子材料大量使用产生的一个问题是其使用后产生的大量废弃物造成了日益严重的“白色污染”问题，给人类赖以生存的环境带来了严重的威胁。

要从根本上解决白色污染问题，只有通过大力研究与开发可生物降解材料。脂肪族聚酯性能优异，且可完全生物降解，是一类重要的生物降解材料。但是至今为止脂肪族聚酯一直没有得到推广利用。这主要有两方面的原因。一方面，脂肪族聚酯的价格远高于普通的聚烯烃材料。另一方面，脂肪族聚酯材料的力学性能和热性能也不够好。脂肪族聚酯的熔点一般都比较低，热稳定性不够好，热形变温度低。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是脂肪族聚酯中综合性能最好的，其力学性能与低密度聚乙烯和聚丙烯相近。专利CN1424339A，US5391644，US5348700，US5525409公开的PBS的成本较高，强度有限，这就极大地限制其应用范围。

相比之下，含有刚性苯环的芳香族聚酯是一类价格低廉，且具有优异耐热性能和力学性能的材料。但是芳香族聚酯的生物降解性能很差，几乎不可生物降解。

双键也可以使大分子链具有较强的刚性，从而有望赋予材料较好的热性能(如熔点和热形变温度)和力学性能(如拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量)。同时双键的存在还提供了新的活性反应点，为材料的后加工和改性提供了可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有双键的可生物降解的脂肪族聚酯均聚物及其制备方法。

本发明提供的含有双键的可生物降解脂肪族聚酯均聚物，是由含有双键的脂肪族二元酸(或其酯、酰氯、酸酐)与C2-C12的脂肪族二元醇反应得到。

上述含有双键的脂肪族二元酸(或其酯、酰氯、酸酐)为衣康酸、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、衣康酰氯、富马酸、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酰氯、富马酸酐、马来酸、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酰氯、马来酸酐的任意一种，优选富马酸、富马酸二甲酯、富马酸酐、马来酸和马来酸酐中的任意一种。

上述C2-C12的脂肪族二元醇为乙二醇、1，2-丙二醇(R-1，2-丙二醇和/或S-1，2-丙二醇)、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-戊二醇、2，2-二甲基戊二醇、2，2，4-三甲基戊二醇、1，6-己二醇、1，2-己二醇、2-乙基-1，3-己二醇、1，8-辛二醇、1，2-辛二醇、1，9-壬二醇、1，2-壬二醇、1，10-癸二醇、1，2-癸二醇、1，12-十二二醇、1，2-十二二醇、1，4-环己烷二甲醇、一缩乙二醇和二缩三乙二醇中的任意一种，优选乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇和1，4-环己烷二甲醇中的任意一种；

上述含有双键的可生物降解脂肪族聚酯均聚物的数均分子量为5,000-500,000，分子量分布为1-5。

本发明提供的上述含有双键的可生物降解脂肪族聚酯均聚物的制备方法，包括如下步骤：

1)将含有双键的脂肪族二元酸或其酯、酰氯、酸酐与C2-C12的脂肪族二元醇在常压或加压下进行第一步反应，反应完毕后再在真空度为1Pa-3×10⁴Pa的条件下进行第二步缩聚反应，得到羟基封端的脂肪族聚酯预聚物；

2)将步骤1)得到的预聚物在扩链剂的作用下进行反应，得到本发明提供的含有双键的可生物降解脂肪族聚酯均聚物。

上述制备方法的步骤1)中，含有双键的脂肪族二元酸或其酯、酰氯、酸酐为衣康酸、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、衣康酰氯、富马酸、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸酐、富马酰氯、马来酸、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸酐、马来酰氯的任意一种，优选富马酸、富马酸酐、马来酸和马来酸酐中的任意一种。

C2-C12的脂肪族二元醇为乙二醇、1，2-丙二醇(R-1，2-丙二醇和/或S-1，2-丙二醇)、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-戊二醇、2，2-二甲基戊二醇、2，2，4-三甲基戊二醇、1，6-己二醇、1，2-己二醇、2-乙基-1，3-己二醇、1，8-辛二醇、1，2-辛二醇、1，9-壬二醇、1，2-壬二醇、1，10-癸二醇、1，2-癸二醇、1，12-十二二醇、1，2-十二二醇、1，4-环己烷二甲醇、一缩乙二醇或二缩三乙二醇中的任意一种，优选乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇或1，4-环己烷二甲醇中的任意一种；