[发明专利]一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物及其制备方法

说明书

一种聚乳酸‑聚丁二酸乙二醇酯共聚物及其制备方法，所述的一种聚乳酸‑聚丁二酸乙二醇酯共聚物的制备方法，聚乳酸‑聚丁二酸乙二醇酯共聚物是由L‑丙交酯和聚丁二酸乙二醇酯预聚物，在催化剂作用下合成制得，具体步骤如下：预聚物聚丁二酸乙二醇酯的合成；聚乳酸‑聚丁二酸乙二醇酯共聚物的合成；共聚物的后处理。该发明由聚丁二酸乙二醇酯预聚物和L‑丙交酯开环聚合制得，共聚物将聚丁二酸乙二醇酯链段与聚乳酸链段结合，可有效改善聚乳酸的脆性，又保留了聚丁二酸乙二醇酯的机械性能，聚乳酸‑聚丁二酸乙二醇酯共聚物具有较好物理机械性能，又可以完全生物降解，应用于可生物降解共聚物技术领域中。

技术领域

本发明涉及可生物降解共聚物技术领域中的一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物及其制备方法。

背景技术

聚丁二酸丁二醇（PBS）具有良好的生物降解性能，同时主链上大量亚甲基结构使其具有与通用塑料相近的机械和物理性能，可用来制备各种各样的完全生物降解的高分子制品，如垃圾袋、食品袋、各种瓶子、一次性餐饮用具等。聚丁二酸乙二醇酯（PES）是聚丁二酸丁二醇的同系物，加工性能较好，具有较好的力学性能和耐热性，聚丁二酸乙二醇酯力学强度与聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）接近，同聚丁二酸丁二醇一样是生物降解脂肪族聚酯，其最大拉伸强度大于30MPa，断裂伸长率可达到380%。而且与聚丁二酸丁二醇相比，聚丁二酸乙二醇酯冲击强度是聚丁二酸丁二醇的6倍，生物降解速率大于聚丁二酸丁二醇，价格更低廉，还可做到完全生物基，不消耗石油资源。

聚乳酸是一种生物降解聚酯，具有强度高、生物相容性好、可降解等优点，在包装材料领域具有广大的市场前景。但是由于其脆性，抗冲击性能差，缺乏柔性等，限制了其的广泛应用。

目前，为了改善聚乳酸的缺陷，常将聚丁二酸丁二醇酯与聚乳酸共混，得到生物降解的共混材料，其中聚丁二酸丁二醇酯可充当软段增强共混材料的韧性，而聚乳酸作为硬段，可提高聚丁二酸丁二醇酯的强度，改善聚乳酸在吹塑、注塑或吸塑等加工过程中的流动性。聚丁二酸乙二醇酯原料成本比聚丁二酸丁二醇酯低，而且综合性能较好，因而可用聚丁二酸乙二醇酯部分或完全取代聚丁二酸丁二醇酯在某些用途上的应用。但是，聚二元酸二元醇酯和聚乳酸之间的协同增效作用还不是很理想，需要进一步改进。共聚改性是常用的手段之一，由两种或两种以上的单体混合物进行加聚反应的聚合方法，不仅共聚物能保持自身链段的性能特点，还可通过共聚后和其他链段相互作用从而改善自身的性能缺陷。因此，研制开发一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物及其制备方法一直是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物及其制备方法，该发明采用聚乳酸和聚丁二酸乙二醇酯进行缩聚，提供了一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物，以及该聚合物的制备方法，该共聚物具有良好的力学性能和生物降解性能，解决了聚乳酸与聚丁二酸乙二醇酯之间的协同增效作用不理想的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物，所述的一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物的结构通式如下所述：

其中，m，n为聚合单元的聚合度，m，n相同或不同，均为自然整数；共聚物的重均分子量在50100-78500之间；

所述的一种聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物的制备方法，聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物是由L-丙交酯和聚丁二酸乙二醇酯预聚物，在催化剂作用下合成制得，具体步骤如下：

（1）预聚物聚丁二酸乙二醇酯的合成：

将乙二醇和丁二酸按摩尔比为1.08-1.55：1的配比加入到反应釜中，加入催化剂，含量为丁二酸和乙二醇质量总和的0.8-2%，在惰性气氛下，在110-195℃下，保持体系压力在0.20-0.30MPa，反应4-8小时，直至不再有小分子馏分蒸出为止然后，将得到的酯化反应产物抽真空，使真空度控制在200Pa以内，真空条件170-200℃下反应2-8小时，真空挤出得到聚丁二酸乙二醇酯预聚物；

（2）聚乳酸-聚丁二酸乙二醇酯共聚物的合成：