CN107936232A - 一种可生物降解聚酯及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可生物降解聚酯及其应用，包括组分：A、包含以下重复单元的酸组分：40‑48.5mol%的对苯二甲酸A1；38.5‑50mol%的癸二酸A2；2‑20mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3；B、丁二醇。本发明在低含量对苯二甲酸的情况下，通过引入碳链长度小于等于6的二元脂肪酸单元，可以明显改善材料的力学性能，尤其是在潮湿的环境中储存时力学性能保持率较好。

Description

一种可生物降解聚酯及其应用
技术领域
本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种可生物降解聚酯及其应用。
背景技术
可生物降解树脂广泛使用在各种膜材中，如可生物降解袋，地膜，保鲜膜，快递袋等。聚对苯二甲酸酯-共-癸二酸酯树脂是癸二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，聚对苯二甲酸酯-共-癸二酸酯树脂中含柔性的脂肪链和刚性的芳香链因而具有高韧性和耐高温性，而由于酯键的存在，且对苯二甲酸单元的含量在一定的范围内，促使其同时具有生物可降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。
为了满足快速的生物降解需求，对苯二甲酸单元的含量（T%）通常低于49mol%，可在使用中发现这种聚对苯二甲酸酯-共-癸二酸酯材料在潮湿的环境中放置一段时间后，力学性能迅速下降。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可生物降解聚酯，在低含量对苯二甲酸单元的情况下，通过引入碳链长度小于等于6的二元脂肪酸单元，可以明显改善材料的力学性能，尤其是在潮湿的环境中储存时力学性能保持率较好。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可生物降解聚酯，按摩尔百分比计，包括如下组分：
A、包含以下重复单元的酸组分：
40-48.5mol%的对苯二甲酸A1；
38.5-50mol%的癸二酸A2；
2-20mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3；
B、丁二醇。
优选的，所述酸组分A中包含44-48.0mol%的对苯二甲酸A1 、40-50mol%的癸二酸A2、2-12mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3。
更优选的，所述酸组分A中包含46-47.5mol%的对苯二甲酸A1 、45.5-50mol%的癸二酸A2、2.5-7mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3。
优选的，所述碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3为己二酸、戊二酸或丁二酸中的一种或几种的混合。
本发明所述的一种可生物降解聚酯，将可生物降解聚酯制成25±1µm的薄膜，将薄膜在40℃，85%的相对湿度下处理一个月时间，采用ISO 527的标准进行测试，其拉伸性能保持率在65%以上。
本发明所述的可生物降解聚酯的制备可通过本领域常规的方法合成，如采用如下方法：在二氧化碳保护下，将计量的癸二酸、碳链长度小于等于6的二元脂肪酸、1,4-丁二醇投入反应釜中，在搅拌条件下，升温至200-210℃反应1小时，再加入对苯二甲酸、四(2-乙基己基)钛酸酯，升温至220-230℃反应1-2小时，抽真空，在2小时内将反应釜内压力降至100Pa以下，于230-260℃反应2-4小时，停止搅拌，向反应釜内充入二氧化碳，将树脂从反应釜中压出造粒，即得到可生物降解聚酯。
本发明还提供了一种可生物降解聚酯共混物，包含上述可生物降解聚酯。
可根据性能需要，所述可生物降解聚酯共混物中可添加其他生物降解聚酯、其他加工助剂等，添加量为本领域的常规用量。
本发明还提供了上述的一种可生物降解聚酯或可生物降解聚酯共混物在制备各种膜材中的应用，所述各种膜材为可生物降解袋、地膜、保鲜膜或快递袋等。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明可生物降解聚酯在低含量对苯二甲酸单元的情况下，通过引入碳链长度小于等于6的二元脂肪酸单元，可以明显改善材料的力学性能，尤其是在潮湿的环境中储存时力学性能保持率较好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
本实施例和对比例所采用的原料均来源于市购。
可生物降解聚酯的合成：
在二氧化碳保护下，如表1所示，将计量的癸二酸、碳链长度小于等于6的二元脂肪酸、1,4-丁二醇投入反应釜中，在搅拌条件下，升温至200-210℃反应1小时，再加入对苯二甲酸、四(2-乙基己基)钛酸酯，升温至220-230℃反应1-2小时，抽真空，在2小时内将反应釜内压力降至100Pa以下，于230-260℃反应2-4小时，停止搅拌，向反应釜内充入二氧化碳，将树脂从反应釜中压出造粒，即得到可生物降解聚酯。改变癸二酸、碳链长度小于等于6的二元脂肪酸、1,4-丁二醇和对苯二甲酸的投料量，即可得到不同结构的树脂。
性能评价方法：
熔指：测试条件为190℃，2.16Kg砝码。
膜拉伸测试方法：将可生物降解聚酯制成25±1µm的薄膜，采用ISO 527的标准进行测试。
拉伸性能保持率：将薄膜在40℃，85%的相对湿度下处理一个月时间，测试初始拉伸性能和处理后的拉伸性能，拉伸性能保持率=处理后的拉伸性能/初始拉伸性能。
性能结果如表2和3所示。
表1 实施例和对比例的各原料的质量
表2 实施例和对比例的各单元的摩尔含量
表3：实施例和对比例的性能测试结果
从表3的实施例和对比例的结果中可以看出，本发明通过引入碳链长度小于等于6的二元脂肪酸单元，可以明显改善材料的力学性能，其在潮湿的环境中储存时力学性能保持率可达到65%以上。

Claims (8)

1.一种可生物降解聚酯，其特征在于，按摩尔百分比计，包括如下组分：
A、包含以下重复单元的酸组分：
40-48.5mol%的对苯二甲酸A1；
38.5-50mol%的癸二酸A2；
2-20mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3；
B、丁二醇。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解聚酯，其特征在于，所述酸组分A中包含44-48.0mol%的对苯二甲酸A1 、40-50mol%的癸二酸A2、2-12mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3。
3.根据权利要求2所述的一种可生物降解聚酯，其特征在于，所述酸组分A中包含46-47.5mol%的对苯二甲酸A1 、45.5-50mol%的癸二酸A2、2.5-7mol%的碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种可生物降解聚酯，其特征在于，所述碳链长度小于等于6的二元脂肪酸A3为己二酸、戊二酸或丁二酸中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种可生物降解聚酯，其特征在于，将可生物降解聚酯制成25±1µm的薄膜，将薄膜在40℃，85%的相对湿度下处理一个月时间，采用ISO 527的标准进行测试，其拉伸性能保持率在65%以上。
6.一种可生物降解聚酯共混物，包含权利要求1-5任一项所述的可生物降解聚酯。
7.权利要求1-6任一项所述的一种可生物降解聚酯或可生物降解聚酯共混物在制备各种膜材中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述各种膜材为可生物降解袋、地膜、保鲜膜或快递袋。
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Inventor after: Guo Zhilong

Inventor after: Lu Changli

Inventor before: Wang Weiwei

Inventor before: Yuan Zhimin

Inventor before: Cai Tongmin

Inventor before: Huang Xianbo

Inventor before: Zeng Xiangbin

Inventor before: Ye Nanbiao

Inventor before: Guo Zhilong

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