[发明专利]一种聚酯弹性体薄膜及其制备方法

说明书

本发明为一种聚酯弹性体薄膜及制备方法，将秸秆粉末、酸催化剂和多元醇液化剂在100~150℃下液化反应90~130 min，反应液稀释、洗涤、过滤，除去有机溶剂得秸秆液化物；在氮气气氛下，将3~8份秸秆液化物、催化剂和8~12份异氰酸酯在60~100℃的温度下混合反应2~5 h，加入4~6聚酯二醇，继续反应3~6 h后得铸膜液，铸膜液铺膜、固化，得聚酯弹性体薄膜。本发明通过利用秸秆液化物作为交联剂，提高聚酯弹性体薄膜的机械性能、热学性能和紫外吸收性能等，且能够降解，扩大生物质液化应用范围。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚酯弹性体薄膜及其制备方法。

背景技术

目前市场上生产和使用的聚合物几乎均属于不可降解的石油基高分子材料，为缓解石化资源的日益枯竭和石油基聚合物对环境的负面影响，亟待开发可再生、可降解的生物基聚合物材料。据统计，全国各地每年产生农作物秸秆废弃物约8.4亿吨，大部分堆砌在田间地头自行腐烂，造成资源浪费和环境污染。通过液化技术将木质类生物质转化为低分子量多元醇，结合木质类生物质自身多官能团与液化溶剂结合，液体产品富含羟基可直接用于制备聚合物材料。

截至目前，还没有以多元醇液化物作为生物基交联剂应用于制备聚酯弹性体薄膜的相关报道。由于木质素含酚类结构，液化物中含有木质素降解成分，可应用于制备紫外吸收复合薄膜领域。因此本方法旨在通过常压液化技术得到秸秆液化物作为原料制备具有紫外吸收性能、力学性能、热稳定性能优异的可降解生物基聚酯弹性体薄膜。

发明内容

针对现有技术中存在的聚合物薄膜难降解，农作物秸秆废弃物浪费等问题，本发明提供了一种聚酯弹性体薄膜及其制备方法，通过利用秸秆液化物作为交联剂，提高聚酯弹性体薄膜的机械性能、热学性能和紫外吸收性能等，且能够降解，扩大生物质液化应用范围。

本发明通过以下技术方案实现：

一种聚酯弹性体薄膜，包括以下重量份的原料：3~8份秸秆液化物，8~12份异氰酸酯和4~6份聚酯二醇；优选，3份秸秆液化物，8份异氰酸酯和5.92份聚酯二醇。

优选地，所述的异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、亚甲基二苯基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种；所述的聚酯二醇为聚戊内酯二醇或聚己内酯二醇中的一种或两种。

优选地，所述的秸秆液化物中的农作物秸秆为小麦秸秆、棉秆、玉米秸秆、稻草秸秆、香蕉秸秆中的一种以上。

本发明中，所述的聚酯弹性体薄膜的制备方法：在氮气气氛下，将秸秆液化物、催化剂和异氰酸酯在60~100 ℃的温度下混合反应2~5 h，加入聚酯二醇，继续反应3~ 6 h后得铸膜液，将得到的铸膜液进行铺膜、固化，得聚酯弹性体薄膜。

优选地，所述的催化剂为异辛酸亚锡，用量为秸秆液化物质量的5‰。

优选地，所述的秸秆液化物的制备方法为：将5~15份秸秆粉末、3~5份酸催化剂和40～75份多元醇液化剂在100~150 ℃下液化反应90~130 min，反应结束后，将反应液稀释、洗涤、过滤直至滤液为无色，旋转蒸发除去有机溶剂；所述的份数为重量份，在常压条件下，以秸秆粉末为原料，采用酸催化液化溶剂将其转化为具有反应活性的液体小分子。已有研究发现，不同的液化溶剂和反应条件，大分子降解的程度不同，得到的液化产物分子量及其分布也不同。液化过程中，液化温度过高将引起秸秆原料炭化；液化温度过低，液化反应效率低且耗时长。当反应时间不足时秸秆液化不完全而残渣率较高，但反应时间过长时不仅对液化率提高不明显而且会发生缩聚反应，本发明优选择98%浓硫酸为酸催化剂，选择质量比为4:1的聚乙二醇400和丙三醇为多元醇为液化溶剂，反应温度在100~150 ℃，反应时间在90~140 min条件液化效率高，在追求高液化率的前提下制备的液化物可满足制备的聚氨酯薄膜性能好。