[发明专利]生物基可降解聚酯及制备方法和应用

说明书

本发明提供了生物基可降解聚酯及制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：在复合催化剂存在下，脂肪族二元醇与生物基脂肪族二元酸和任选的对苯二甲酸经酯化反应、预缩聚反应和终缩聚反应，制得生物基可降解聚酯；其中，所述复合催化剂的活性组分包括有机钛化合物和辅助催化剂，所述辅助催化剂为硅酸烷基酯，所述复合催化剂中钛硅摩尔比为5～20:1。本发明的生物基可降解聚酯中生物基含量高，可降解性能好。

技术领域

本发明属于高分子合成领域，以及具体地涉及生物基可降解聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的发展，高分子材料在日常生活中的应用越来越多，占比也越来越高。诸如聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 等传统聚酯材料，因其优异的机械性能在应用中占据独特优势。但是，传统聚酯材料的原料 基本来自于不可再生的石化资源，并且使用后在环境中难以降解，进而导致如白色污染等一 系列的环境问题，这限制了传统聚酯材料在多个应用领域的发展。

随着传统聚酯材料在生活中的占比越来越高，其所对应的垃圾处理的难度也是越来越大。 目前，广泛使用的垃圾处理方法主要是填埋、堆肥和焚烧。传统聚酯材料，因其在自然界中 难以自然降解，无法以填埋和堆肥形式进行处理。而传统聚酯材料在焚烧过程中，由于元素 组成上含有大量来自石油基的碳元素，所以焚烧处理后会产生大量的二氧化碳(CO₂)以及 其他有毒气体，危害较大。特别是二氧化碳的量增加，将直接导致温室效应加剧。

温室效应是由大气中的温室气体(GHG)造成。温室气体是吸收和重新放出红外辐射的 自然和人为的气体，包括对太阳短波辐射透明(吸收极少)、对长波辐射有强烈吸收作用的 二氧化碳、甲烷等30余种气体。《京都协议书》中规定了6种温室气体：二氧化碳(CO₂)；甲烷(CH₄)；氧化亚氮(N₂O)；氢氟碳化物(HFCs)，全氟化碳(PFCs)；六氟化硫(SF₆)。 其中二氧化碳(CO₂)是温室气体最主要的成分之一，占温室气体总量的约26％。

温室气体排放来源多为世界重工业发展产生，温室气体一旦超出大气标准，便会造成温 室效应，使全球气温上升，威胁人类生存。因此，控制温室气体排放已成为全人类面临的一 个主要问题。历年来，全球各国致力于控制温室气体排放，2003年至今，我国已发布多条气 候变化以及能源发展的相关报告，致力于不断大力发展低碳经济。低碳经济，即减少高碳能 源消耗的经济发展模式，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转 型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放， 达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

低碳经济的起点是统计碳源和碳足迹。二氧化碳(CO₂)有三个重要的来源，其中，最主 要的碳源是火电排放，占二氧化碳排放总量的41％；增长最快的则是汽车尾气排放，占比25％， 特别是在我国汽车销量开始超越美国的情况下，这个问题越来越严重；建筑排放占比27％， 随着房屋数量的增加也正在稳定地增加。低碳经济是一种从生产、流通到消费和废物回收这 一系列社会活动中实现低碳化发展的经济模式。具体来讲，低碳经济是指可持续发展理念指 导下，通过理念创新、技术创新、制度创新、产业结构创新、经营创新、新能源开发利用等 多种手段，提高能源生产和使用的效率以及增加低碳或非碳燃料的生产和利用的比例、尽可 能地减少对于煤炭石油等高碳能源的消耗，同时积极探索碳封存技术的研发和利用途径，从 而实现减缓大气中CO₂浓度增长的目标，最终达到经济社会发展与生态环境保护双赢局面的 一种经济发展模式。随着“低碳”的出现，“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳超市”、“低碳校园”、 “低碳交通”、“低碳环保”“低碳网络”、“低碳社区”——各行各业蜂拥而上统统冠以“低碳”二字， 使“低碳”成为一种时尚。