[发明专利]一种生物基生物降解多嵌段共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种生物基生物降解多嵌段共聚物及其制备方法和应用，该多嵌段共聚物包含链段A与B，链段A为由C2～C36脂肪二元酸及其衍生物、C6～C20芳香二元酸及其衍生物、C2～C36二元醇以及0.0％～10wt％多羟基或者多羧基化合物经酯化(酯交换)，缩聚得到数均分子量为3000～10万的脂肪‑芳香共聚酯；链段B为由二聚酸及其衍生物、C2～C12脂肪二元酸及其衍生物、C2～C36二元醇以及0.0％～10％多羟基或者多羧基化合物经酯化(酯交换)，缩聚得到的数均分子量为3000～10万的脂肪共聚酯。链段A与B与聚合物重量0.01％～10％的多异氰酸酯、多环氧化合物、碳化二亚胺等多官能团扩链剂反应，形成多嵌段共聚物。本发明得到的产品具有良好的生物降解性、力学和加工性能，可广泛用于包装、生物医药、医疗等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种生物基生物降解多嵌段共聚物及其生产方法和应用。

背景技术

二十世纪以来，人类合成了多种多样的高分子合成材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚苯乙烯、聚酯等，这些材料的出现极大的方便了人们的生活，但是也因为这些材料废弃后在环境中长时间不能降解，带来了“白色污染”问题，破坏了地球的生态环境。另外，这些材料源自石油、煤炭、天然气等化石资源，而这些化石资源具有不可再生性。

为解决塑料制品带来的环境污染问题与资源的再生性问题，兼具生物基与生物降解性能的材料越来越引起人们的重视。这类材料的部分或者全部来自可再生的生物资源(如淀粉、纤维素、油脂等)，兼具生物降解的特性，即在自然界或堆肥化条件下，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳(或者甲烷)、水和其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质。

目前，一些具有生物降解性能的材料已经商业化，主要品种有聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯及其己二酸共聚物 (PBS/PBSA)、聚羟基烷酸酯(PHAs)、聚碳酸亚丙酯(PPC)等。这些材料中，有些是完全生物基生物降解的材料，如PLA、PHAs；有些材料虽然可以完全生物降解，但是来源于化石资源，如PBAT、PPC；有些材料部分原料来源于生物资源，如PBS/PBSA等。

上述生物降解材料，品种不同，性能也各不相同，应用领域也不同。如PLA、 PHAs具有100％的生物基、结晶度高、硬度大、伸长率低、脆性大，主要用来做注塑制品；PBAT、PPC中不含生物基、伸长率高、韧性好，主要用来制备膜类软包装制品；PBS/PBSA具有部分生物基、结晶度高、耐温性好，主要用来做耐温注塑制品等。

生物降解材料制品中，生物降解膜类软包装制品(如商超购物袋、连卷袋、堆肥垃圾袋、生物降解农用地膜、各种包装膜等)应用最为广泛，用量也最大，但是适合制备生物降解膜类软包装制品的PBAT、PPC不含生物基，而是来源于化石资源，应用该类生物降解材料虽然可以减少环境污染，但是却无法解决资源的再生问题。

二聚酸(Dimer Acid)是C18不饱和脂肪酸二聚物的简称，由棉籽油酸、樟油酸、豆油酸、亚麻油酸、妥尔油脂肪酸等植物油不饱和脂肪酸通过狄尔斯- 阿尔德反应(Diels-Alder反应)生成C-C键，或以单环、双环形式结合起来的二元酸，它是多种异构体的混合物。

二聚酸聚合物具有非结晶性以及较低的玻璃化温度，因此当聚合物中二聚酸含量比较高时，二聚酸聚合物变成一个熔点很低或者没有熔点的粘稠液体材料，因此二聚酸主要用作涂料、热熔胶、油墨、固化剂、润滑剂、表面活性剂、复合固体火箭燃料等，在生物降解材料方面的应用凤毛麟角。中国专利申请 CN201510591116.1“一种二聚酸改性聚丁二酸丁二醇共聚酯及其制备方法”，公布了一种二聚酸无规共聚改性的聚丁二酸丁二醇酯共聚酯(PBSBDA)；中国专利申请CN201610598663.7“低透湿的生物可降解共聚酯”，公布了一种二聚酸无规共聚改性的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。