[发明专利]可降解聚酯及其制备方法、制品

说明书

本发明涉及一种可降解聚酯及其制备方法，所述共聚酯的结构式如下式(1)所示：式中，R₁为脂肪族二元醇的结构单元，R₂为二元酸或其酯化物的结构单元，x、y均为整数，x:y＝10:1‑1:10。本发明还涉及一种由所述可降解聚酯制成的制品。本发明的可降解聚酯在陆地环境和水环境中均能快速降解，因此，由所述可降解聚酯制成的制品可有效解决塑料污染问题，尤其是能够有效解决海洋塑料污染问题。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及可降解聚酯及其制备方法、制品。

背景技术

当前，对可降解聚合物的降解研究多集中在陆地环境，导致在土壤或者堆肥条件下能较快发生降解的聚酯，如聚乳酸、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚己内酯等，在河流、湖泊、海洋等水环境中降解速率异常缓慢，尤其是海洋环境中，降解时间长。进而，存在于河流、湖泊、海洋等水环境中的塑料垃圾不仅严重地威胁水环境中的生物的健康和生存，而且微塑料还会通过食物链最终进入人体，最终威胁人类的健康。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种在陆地环境和水环境中均能快速降解的可降解聚酯及其制备方法，以及由所述可降解聚酯制成的制品。

一种可降解聚酯，所述可降解聚酯的结构式如下式(1)所示：

式中，R₁为脂肪族二元醇的结构单元，R₂为二元酸或其酯化物的结构单元，x、y均为整数，x:y＝10:1-1:10。

在其中一个实施例中，所述脂肪族二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、二乙二醇、三乙二醇、反式-1,4-环己烷二甲醇、顺式1,4-环己烷二甲醇中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述二元酸或其酯化物包括碳酸二甲酯、乙二酸、乙二酸的酯化物、丙二酸、丙二酸的酯化物、丁二酸、丁二酸的酯化物、戊二酸、戊二酸的酯化物、己二酸、乙二酸的酯化物、辛二酸、辛二酸的酯化物、癸二酸、癸二酸的酯化物、对苯二甲酸、对苯二甲酸的酯化物、2,5-呋喃二甲酸、2,5-呋喃二甲酸的酯化物、2,4-呋喃二甲酸、2,4-呋喃二甲酸的酯化物、反式-1,4-环己烷二甲酸、反式-1,4-环己烷二甲酸的酯化物、顺式1,4-环己烷二甲酸的酯化物中的至少一种。

本发明的可降解聚酯能够在土壤、堆肥等条件下快速降解，同时，一方面，由于所述可降解聚酯的主链上含有醚键和酯键，且醚键和酯键相邻排列，醚键能极大地增强所述可降解聚酯的主链的亲水性，另一方面，主链中二甘醇酸的结构单元使得所述可降解聚酯主链的柔性增强，整体结晶度下降，从而使得所述可降解聚酯中的酯键能够在水环境中断裂，进而使得所述可降解聚酯能够在水环境中水解断裂为短链预聚物而实现快速降解。因此，本发明的可降解聚酯不仅能够在陆地环境实现快速降解，还能够在水环境、尤其是海洋环境中实现快速降解。

另外，主链中二甘醇酸的结构单元的柔性使得所述可降解聚酯在不损失耐温性能的基础上，能够极大地提高所述可降解聚酯的韧性，进而使所述可降解聚酯具有良好的透明度、强度、模量和优异的韧性，且性能可以调节，满足使用加工的要求。

一种如上所述的可降解聚酯的制备方法，包括：

将二甘醇酸、二元酸或其酯化物、脂肪族二元醇以及酯化催化剂混合，进行酯化反应，得到酯化产物；

将所述酯化产物进行缩聚反应，得到可降解聚酯。

在其中一个实施例中，所述二甘醇酸和所述二元酸或其酯化物的摩尔量之和与所述脂肪族二元醇的摩尔比为1:1.6-1:1.1。

在其中一个实施例中，所述二甘醇酸与所述二元酸或其酯化物的摩尔比为0.1:1-10:1。