[发明专利]基于PBS和二氧化硅的复合物

说明书

发明概述

本发明涉及基于PBS和二氧化硅的复合物，所述组合物具有高吹 膜能力。本发明还涉及用于制备这些复合物的方法，涉及吹膜这些复 合物的方法并且涉及通过吹膜这些复合物获得的薄膜。

发明的背景技术

聚(丁二酸丁二醇酯)（PBS）（也被称为聚(四亚甲基丁二酸酯)） 是一种通过丁二酸、或至少一种丁二酸二脂（例如丁二酸二甲酯）与 1,4丁二醇的聚合作用形成的热塑性聚合物。PBS是熟知的并且特别用 于其生物降解性是一种优点的应用中，例如用于生产一次性餐具、渔 网、或地膜。主要通过吹膜生产这些薄膜，这种技术可以生产大尺寸 的薄膜，即在其两个维度中的每一个中可以达到一米以上的薄膜。然 而，为了通过吹膜生产这些薄膜，PBS在其熔融状态下必须能够在两 个维度中拉伸，这优选地在制备吹塑薄膜的过程中没有观察到任何破 裂现象。

PBS通常以两步法获得：在第一步中，通过以下反应生产寡聚物， 在该反应中将丁二酸或丁二酸二脂与1,4丁二醇聚酯化。在第二步中， 通过进行以下反应增加该聚合体的重量，在该反应中使在第一步过程 中获得的寡聚物进行酯交换。在PBS的合成过程中所出现的情况是， 如果希望PBS能够通过吹膜被拉伸，那么聚酯化和酯交换反应必须足 够长。鉴于此，可吹膜的PBS的生产力被这些长的反应时间所限制。 如由Bian（拜恩）等人（J.ApplPol.Sci.（应用聚合物科学杂志），2009， 116，902-912）所描述的，可以通过将该聚合物与二氧化硅熔化混合来 将气相二氧化硅引入进PBS中。还可以通过使该聚合物的组成单体与 气相二氧化硅原位反应来将气相二氧化硅引入进该复合物中。在制备 聚(丁二酸丁二醇酯)薄膜的过程中引入气相二氧化硅纳米填料以及由 此带来的产品的机械特性的改进已经由Vassiliou（瓦西利乌）等人（J. Appl.Pol.Sci.（应用聚合物科学杂志）2010，119，2010-2024）进行了 描述。因此，瓦西利乌描述了杨氏模量（Young'smodulus）、屈服应 力以及抗张强度的增加，这伴随当增加向其中掺入的气相二氧化硅的 量时，聚(丁二酸丁二醇酯)的断裂伸长的减少。所出现的情况是，重要 的是由这些复合物形成的材料（特别是吹塑薄膜）具有高的断裂伸长 并且重要的是在该材料的应力的任何方向上，特别是当将这些薄膜用 于工业化生产方法中时，这种伸长是均匀的。此外，瓦西利乌没有描 述通过向PBS中添加这种二氧化硅来获得高度可吹膜的材料。通过原 位反应制备的此类复合物已经由Han（韩）等人（Pol.DegandStab.， 2008，116，889-895）进行了描述。

本申请人已经出人意料地证明，在制备PBS的过程中掺入胶体二 氧化硅使得获得高度可吹膜的复合材料成为可能。可以比使用用于生 产可吹膜的PBS的常规方法更加迅速地获得这种基于PBS-和胶体二氧 化硅的复合材料。它具有高的断裂伸长，无论在哪个方向上向该材料 施加压力。因此，本申请人还研发了用于吹膜这种复合物的薄膜的方 法。

发明详细说明

本发明涉及基于PBS和二氧化硅的复合物。

基于PBS和二氧化硅的复合物的制备：

本发明涉及一种用于制备基于PBS和二氧化硅的复合物的方法， 该方法包括下面两个步骤：

-通过使丁二酸或至少一种丁二酸二酯与1,4丁二醇反应形成寡 聚物（步骤1），并且

-将在第一步中形成的寡聚物进行酯交换并偶联（步骤2），

并且该方法包括在步骤1的开始或过程中或在步骤2的开始或过 程中原位添加胶体二氧化硅。

因此，根据第一变体，其中将丁二酸用于形成寡聚物，根据本发 明的复合物的制备包括下面两个步骤：

1)第一步：通过使丁二酸与与1,4丁二醇反应酯化并形成寡聚物， 例如根据以下方案：

2)第二步：将在第一步中形成的寡聚物进行酯交换并偶联，以便 形成聚合物，例如根据以下方案：

根据第二变体，其中使用丁二酸二酯，方法是相同的，除了以下 事实：通过丁二酸酯和1,4丁二醇的酯交换进行第一步的寡聚物的形 成：然后在这一变体的步骤1的过程中形成寡聚物和醇。