[发明专利]一种以衣康酸为骨架的接枝物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种以衣康酸为骨架的接枝物及其制备方法，具体地，本发明提供了一种如式(I)所示的，以生物基且可生物降解的衣康酸为骨架的联结有生物质纳米晶、聚α‑羟基酸链段和聚酯链段的大分子的接枝物。本发明的接枝物可用于包装材料、薄膜等多个领域的应用需求，利用本发明接枝物制备所得的制品具有低价、环保、可降解、力学强度高等优异性能。

技术领域

本发明属于生物基及生物降解材料领域，具体地，涉及一种以生物基衣康酸为骨架的含有两种不同聚酯结构的多糖纳米材料的接枝物及其制备方法。

背景技术

目前国内外已经实现产业化的生物可降解聚酯主要有：聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸(PHA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚己内酯(PCL)等。各种树脂原料在价格、物理机械性能、加工性能、应用领域各有特色。例如：PLA强度高、断裂伸长率，耐冲击强度差，热变形温度低，但加工性能较为优越，适合注塑、熔融纺丝、片材挤出等加工方式，加之树脂原料产业规模大，价格为各类生物可降解树脂中最低；PBAT和PBS具有熔体强度高的特点，在加工性能上与LDPE相似，特别适合熔融吹膜加工。因而在购物袋、垃圾袋、农用地膜等膜制品领域内得到广泛的应用；二氧化碳与环氧丙烷的共聚物PPC虽然单独的加工和使用性能差，但具有良好的气体和水蒸气阻隔性，因而使其成为开发生物可降解阻隔材料中重要的功能性组分。

总体来说，生物可降解树脂在基本物理机械性能、功能性、加工性上与品种繁多的非降解化石基高分子材料相比还处于劣势，要实现对化石基高分子材料的逐步替代，必需对现有材料的特性进行合理的裁剪与搭配，才能在首先在性能和功能上实现替代，因此发展更为经济的共混路线成为必然的现实选择。如BASF公司为了改善PBAT薄膜的硬挺度、提高产品的生物基含量、降低制品的成本，专门推出了以PBAT/PLA共混物为主要成分的专用吹膜料众所周知，绝大多数的高分子材料之间为热力学上的不相容体系，简单的物理共混是难以实现不同种类材料特性的加合，因此增容技术是生物可降解树脂合金化的关键性技术。但为了保证材料体系的生物可降解特性，目前市场上常用的增容剂体系多为不可降解产品，因此必须发展生物可降解的增容剂合成技术，形成专用品种。

在实现性能与功能替代的前提下，如何生物可降解树脂及其制品的成本就成为市场开拓的主要瓶颈。抛开规模效益的提升，寻找生物可降解的低价格填料，发展填充改性技术成为行业内降低成本的主要技术与经济手段。

淀粉、纤维素、甲壳素等天然高分子具有生物质来源与资源丰富、成本低、可生物降解的特点，充分利用其经济，拓展功能性，发展其与生物可降解材料的改性、复合与加工技术是生物可降解制品快速进入市场的重要手段。以淀粉、纤维素、甲壳素为代表的高分子多糖化合物，在结构上存在大量羟基，易形成分子内和分子间氢键，属于亲水性物质；而生物可降解聚酯一般具有憎水性。因此进行共混与填充时，极易发生相分离，使制品的性能劣化。采用偶联剂、表面活性剂在一定程度上有助于相容性的提高，但此类助剂分子量较低，易发生表面迁移，不宜在与食品的场合使用。利用天然高分子所含的羟基，进行醚化、酯化在变性淀粉领域已得到广泛使用，但此类小分子改性对降低亲水性、提高热塑性加工有利，而对相容性改善有限。

因此，本领域需要新的低价、环保、可降解、力学强度高等性能优异的生物质接枝改性物。

发明内容

本发明的目的是为了满足天然生物质填充生物可降解树脂体系高填充、组分多元以及可堆肥降解的要求，提供具有多相增容与增强功能的复合型天然生物质接枝改性物的制备方法。

本发明的第一方面提供了一种以衣康酸为骨架的接枝物，所述的接枝物具有如下结构式(I)：

式中，

R₁为-OH，或-CH₂-OH；