[发明专利]一种聚癸二酸1,3-丙二醇酯-嵌段-聚丁二酸丁二醇酯嵌段聚酯及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚癸二酸1,3-丙二醇酯（PPS）-嵌段-聚丁二酸丁二醇酯（PBS）嵌段聚酯（PPS-block-PBS）及其制备方法和用途。 

背景技术

近年来，随着人们环保意识的提高，用生物可降解材料代替非生物降解材料已经成为主流趋势，环境保护材料和包装容器材料中绝大部分已经替换成了新型生物可降解材料，尤其在一次性用品上，生物可降解材料的应用更加广泛。在一些前沿的新型医用材料领域，生物可降解材料也有很大的应用潜力。 

脂肪族聚酯是一类经合成工艺制备而成的生物降解材料，其中，丁二酸丁二醇酯（PBS）是公认的生物可降解材料，其力学性能优异，可同传统塑料相媲美，熔点超过100℃，在常温下具有良好的加工性能，是研究较为成熟的生物可降解材料。PBS基生物降解塑料作为可降解性的食品包装材料、农用地膜、医疗器械等，符合环境保护与可持续发展战略的理念，应用前景广阔，但由于PBS本身结晶度较高，在实际应用中表现为降解时间较长，降解率不高。目前，需要解决的问题是在保持与传统塑料有同等性能的前提下，实现对其降解行为的可控性，提高其降解速率，使PBS基生物降解塑料适应各种应用环境的要求，进一步降低生产成本。选用可再生的生物基单体对其进行改性，真正实现产业化、规模化，满足市场的需求。 

嵌段改性研究是指由两个或者两个以上不同化学结构的单体序列相连而形成的新的聚合物，即嵌段共聚物，其中每一个序列被称为一个嵌段。嵌段共聚合物的制备过程能够对高分子链长、结构序列等进行有效的控制，达到分子设计的目的。从结构上看，组成嵌段共聚物的软段与硬段有所不同，软段与硬段间存在化学不相容性，分子链排列结构上有自身独特性质，在溶液性质、微相分离形态等方面与均聚物不同。在理论研究方面，由于嵌段共聚物分子链排列的规整性，科研工作者对分子链结构的改性目的性更强，研究成果更具有理论指导意义。在应用方面，嵌段共聚物作为两性共聚物，兼顾软段与硬段的特性，可用于增强共混体系界面相容性，改善共混效果，嵌段聚合物已广泛应用于生物、仿生、医疗和纳米材料等领域。 

目前，脂肪族聚酯尚未能单独用作食品包装、农用地膜、医用缝合线等高分子材料制品中，原因是它们的熔点较低。一般情况下，熔点高于100℃，材料的加工性能和物理性能更 具有使用价值，聚丁二酸丁二醇酯是少数高熔点聚酯之一，熔点可达115℃，但PBS的球晶尺寸较大，结晶度较高，材料性脆，可纺性差，合成成本较高，在大规模推广中受到阻碍。聚癸二酸1,3-丙二醇（PPS）的熔点为60℃左右，但其结晶度不高，链段有一定的韧性，某些性能可与PBS互补，并且，PPS合成单体均来源于可再生植物资源，符合资源节约、环境友好的发展趋势。 

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种热力学性能与PBS相当，降解性能显著提高，熔点高于100℃，热稳定性较好、具有较宽加工空间和有广泛应用前景的聚癸二酸1,3-丙二醇酯-嵌段-聚丁二酸丁二醇酯嵌段聚酯，其制备方法工艺简单、环保、易于控制、降低了生产成本、易于工业化生产，可用于制作食品包装、农用地膜、医用缝合线等高分子材料制品领域中。 

本发明实现目的的技术方案是： 

一种聚癸二酸1,3-丙二醇酯-嵌段-聚丁二酸丁二醇酯嵌段聚酯，该聚癸二酸1,3-丙二醇酯-嵌段-聚丁二酸丁二醇酯嵌段聚酯的通式如下： 

，分子量范围为10000～50000。 

如上所述的聚癸二酸1,3-丙二醇酯-嵌段-聚丁二酸丁二醇酯嵌段聚酯的制备方法，步骤如下： 

⑴聚癸二酸1,3-丙二醇酯预聚物的制备：将丁二酸与丁二醇按丁二酸：丁二醇的物质的量比为1：1～1：1.5的比例置于反应器中，在N₂保护下，升温至160～180℃，单体完全熔融后，进行恒温搅拌酯化反应1～5h，反应结束后，得到聚癸二酸1,3-丙二醇酯预聚物； 

⑵聚丁二酸丁二醇酯预聚物的制备：将癸二酸与1,3-丙二醇按癸二酸：1,3-丙二醇的物质的量比为1:1～1:1.5的比例置于反应器中，在N₂保护下，升温至160～180℃，单体完全熔融后，进行恒温搅拌酯化反应，酯化1～5h，酯化反应结束后，160～200℃、真空度范围为50～500Pa的条件下进行升温抽真空处理，处理1～10h后，得到聚丁二酸丁二醇酯预聚物；