CN113968954B - 一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用 - Google Patents

一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用；所述可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备原料包括特定份数的聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、扩链剂和催化剂的组合；通过限定所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚乳酸/聚酯多元醇嵌段共聚物、聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物或聚乳酸/聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物中的任意一种或至少两种的组合，成功将可降解材料引入了聚氨酯分子链中，使得制备得到的热塑性聚氨酯弹性体兼具优异的力学性能和良好的可降解性。

Description

一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体是一种具有独特性能和多方面用途的高聚物，其介于普通橡胶与坚硬塑料之间，既具有塑料的高强度，又具有橡胶的弹性和韧性，在许多领域显示出其特别的优势；例如在建筑、家具、床具、运输、冷藏以及绝热等方面的应用已十分普遍。虽然热塑性聚氨酯弹性体可重复利用，但在弃置不用时难于降解，依然会造成环保方面的影响。
为了解决热塑性聚氨酯材料难以降解这一问题，目前常见的解决方案是在聚氨酯连段中引入可降解材料。CN101130600A公开了一种含有聚乳酸链段的可降解泡沫塑料及其制备方法；该发明通过聚醚多元醇分子引发丙交酯开环聚合，生成二元嵌段共聚物；再将二元嵌段共聚物溶解于聚醚当中，作为原料，采用传统聚氨酯发泡工艺而制得含有聚乳酸链段的聚氨酯体系泡沫。通过调节丙交酯的旋光性及聚乳酸链段长度，可使得二元嵌段共聚物表现出不同的液态流动性以及与聚醚的混合性。共混过程中，通过调节嵌段共聚物的含量，可以控制乳酸链段在泡沫塑料中的含量，改变其降解能力，调控最终材料的生物降解性能。CN103261264A公开了一种可用作包装材料的聚乳酸树脂组合物及包含该聚乳酸树脂组合物的包装膜，所述聚乳酸树脂组合物不仅具有改进的柔性，而且具有优良的外观和优良的性能比如机械性能、透明度、耐热性、防粘连性质、膜的可加工性及类似的。聚乳酸树脂组合物包括聚乳酸树脂和特定含量的抗氧化剂，该聚乳酸树脂包括包含聚乳酸重复单元的硬链段和包含聚氨酯多元醇重复单元的软链段，在聚氨酯多元醇重复单元中聚醚多元醇重复单元经由氨基甲酸酯键线性地连接。CN111363117A公开了一种高强度的可生物降解型改性聚氨酯弹性体，包括以下配方原料及组分：聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物、聚氨酯支链预聚体、聚碳酸亚丙酯多元醇、4,4’-二异氰酸基-3,3’-二甲基联苯、交联剂、扩链剂、催化剂。该一种高强度的可生物降解型改性聚氨酯弹性体，聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物中的羟基与聚氨酯支链预聚体中的异氰酸酯基团进行反应，得到改性聚氨酯弹性体，聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物引入聚氨酯支链中，赋予了聚氨酯良好的生物降解性，支链中的氨基甲酸酯基团和异氰酸酯基团极性和吸电子性很大，使聚氨酯主链和长支链之间形成三维氢键网络，增强了聚氨酯弹性体的拉伸强度和冲击强度。
但是，目前提供的可降解聚氨酯材料很难兼具良好的生物降解性和力学性能，进而限制了其在一些对力学性能要求加高的领域的应用。
因此，开发一种力学性能优异同时可重复利用的可降解热塑性聚氨酯弹性体，是本领域目前急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用；所述可降解热塑性聚氨酯弹性体通过选择聚乳酸(PLA)/聚酯多元醇嵌段共聚物、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)/聚酯多元醇嵌段共聚物或聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物中的任意一种或至少两种的组合作为原料，使得制备得到的热塑性聚氨酯弹性体兼具优异的力学性能和良好的可降解性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，所述可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003406928460000031
所述聚酯多元醇嵌段共聚物包括聚乳酸/聚酯多元醇嵌段共聚物、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物或聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
所述聚酯多元醇嵌段共聚物可以为37重量份、39重量份、41重量份、44重量份、47重量份、50重量份、53重量份、56重量份、59重量份、62重量份、65重量份或67重量份等。
所述二异氰酸酯可以为23重量份、26重量份、29重量份、32重量份、35重量份、37重量份、40重量份、43重量份、46重量份或49重量份等。
所述多元醇可以为6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份等。
所述催化剂可以为0.005重量份、0.007重量份、0.009重量份、0.01重量份、0.012重量份、0.014重量份或0.016重量份等。
本发明以特定份数的聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、扩链剂以及催化剂作为原料进行可降解热塑性聚氨酯弹性体材料的制备；并进一步限定所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚乳酸/聚酯多元醇嵌段共聚物、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物或聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物中的任意一种或至少两种的组合；聚乳酸(PLA)以及己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)为常见的可降解材料，利用分子链包含上述材料的嵌段共聚物具有的生物可降解性，成功制备得到了可重复利用且易于降解的热酸性聚氨酯弹性体，且可以根据不同需要调控多元醇在所述聚氨酯弹性体中质量占比，进而保证所述聚氨酯弹性体还具优异的力学性能。
优选地，本发明提供的聚酯多元醇嵌段共聚物通过如下方法制备得到，所述方法具体包括：先将乳酸进行酯化及预聚合，得到聚乳酸；同时将对苯二甲酸、己二酸和丁二醇也进行酯化及预聚合，得到聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯；然后一起加入存在有聚酯多元醇的料釜中共同聚合，使得聚乳酸和/或聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯与聚酯多元醇进行反应，得到所述聚酯多元醇嵌段共聚物。
优选地，所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚酯二元醇嵌段共聚物。
优选地，所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物。
作为本发明的优选技术方案，限定所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇的三嵌段共聚物时，会使得制备得到的可降解热塑性聚氨酯弹性体兼具更为优异的机械性能和可降解性。
优选地，所述聚酯多元醇嵌段共聚物中聚酯多元醇的质量百分含量为40～80％，例如45％、50％、55％、60％、65％、70％或75％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，所述聚酯多元醇嵌段共聚物中聚酯多元醇的质量百分含量为40～80％，实际应用中可根据不同领域对于降解速度的要求来调节所述聚酯多元醇嵌段共聚物中可降解的PLA和/或PBAT的占比。
优选地，所述二异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
优选地，所述扩链剂为1,2-乙二醇、1,4-丁二醇或1,6-己二醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述催化剂包括辛酸亚锡和/或二丁基锡二月桂酸酯。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、多元醇和催化剂进行混合、造粒，得到所述可降解热塑性聚氨酯弹性体。
优选地，所述制备方法具体包括：将聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、多元醇和催化剂置于浇注机的不同反应釜中，注入双螺杆挤出机进行混合、造粒，得到所述可降解热塑性聚氨酯弹性体。
优选地，所述聚酯多元醇嵌段共聚物和催化剂置于浇注机的第一反应釜中，所述第一反应釜的温度为60～100℃，例如65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述二异氰酸酯置于浇注机的第二反应釜中，所述第二反应釜的温度为40～60℃，例如42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃、54℃、56℃或58℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述小分子多元醇置于浇注机的第三反应釜中，所述第三反应釜的温度为30～50℃，例如32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃或48℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述双螺杆挤出机的前段温度为130～200℃(例如140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或190℃等)，中段温度为170～225℃(例如175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等)，后段温度为195～240℃(例如200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃或235℃等)。
优选地，所述双螺杆挤出机的模头温度为210～260℃，例如215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃或255℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述双螺杆挤出机的转速为90～180rpm，例如100rpm、110rpm、120rpm、130rpm、140rpm、150rpm、160rpm或170rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述可降解热塑性聚氨酯弹性体在薄膜领域中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备原料中包括特定份数的聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、催化剂以及扩链剂的组合；通过限定所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚乳酸/聚酯多元醇嵌段共聚物、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物或聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物中的一种或至少两种的组合，成功将可降解链段合成到了聚氨酯分子中，进而得到了可重复利用且易于降解热塑性聚氨酯弹性体；本发明提供的可降解热塑性聚氨酯弹性体的生物降解率为43～76％，拉伸强度为27.1～53.05MPa，断裂伸长率为270.36～750.12％。
(2)本发明提供的可降解热塑性聚氨酯弹性体在实际应用时，可根据应用领域对于降解速度的不同要求，通过调节制备原料聚酯多元醇嵌段共聚物中PLA和/或PBAT的占比来控制最终产品的降解速度，以适应应用要求。
(3)本发明提供的可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备方法简单，可采用常规的聚氨酯制备工艺，无需新增设备。
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的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
制备例1
一种PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其制备方法包括如下步骤：
(1)将24.67质量份己二酸、12.55质量份乙二醇装入反应釜1中，先抽真空并通氮气恢复压力，在氮气保护下加热并搅拌，待物料熔融后加20ppm钛酸四丁酯，在140℃下反应，然后以10℃/h缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；称取4.87质量份己二酸、5.53质量份对苯二甲酸、6.00质量份丁二醇，加入另一个反应釜2中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，在160℃反应，然后以10℃/h的速度缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；将计量的69.98质量份乳酸加入至反应釜3中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，控温140℃，反应2h，接着控温160℃下反应2h；
(2)将反应釜2和反应釜3中的反应产物加入到反应釜1中，保持温度为220℃，保温搅拌1h，然后停止通氮气，开始逐步抽真空，并不断分析酸值和羟值，使分子量达到2000左右时停止反应，得到所述PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物。
本制备例得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物中PEA(聚酯多元醇)的质量百分含量为30％，其中PLA和PBAT的质量比为80:20。
制备例2
一种PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其制备方法包括如下步骤：
(1)将32.89质量份己二酸、16.73质量份乙二醇装入反应釜1中，先抽真空并通氮气恢复压力，在氮气保护下加热并搅拌，待物料熔融后加20ppm的钛酸四丁酯，在140℃下反应，然后以10℃/h缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；称取4.17质量份己二酸、4.74质量份对苯二甲酸、5.14质量份丁二醇，加入反应釜2中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，在160℃反应，然后以10℃/h的速度缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；将计量的59.99质量份乳酸加入至反应釜3中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，控温140℃，反应2h，接着控温160℃下反应2h；
(2)将反应釜2和反应釜3中的反应产物加入到反应釜1中，保持温度为220℃，保温搅拌1h，然后停止通氮气，开始逐步抽真空，并不断分析酸值和羟值，使分子量达到2000左右时停止反应，得到所述PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物。
本制备例得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物中PEA的质量百分含量为40％，其中PLA和PBAT的质量比为80:20。
制备例3
一种PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其制备方法包括如下步骤：
(1)将41.11质量份己二酸、20.92质量份乙二醇装入反应釜1中，先抽真空并通氮气恢复压力，在氮气保护下加热并搅拌，待物料熔融后加20ppm的钛酸四丁酯，在140℃下反应，然后以10℃/h缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；称取3.48质量份己二酸、3.95质量份对苯二甲酸、4.29质量份丁二醇，加入反应釜2中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，在160℃反应，然后以10℃/h的速度缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；将计量的49.99质量份乳酸加入至反应釜3中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，控温140℃，反应2h，接着控温160℃下反应2h；
(2)将反应釜2和反应釜3中的反应产物加入到反应釜1中，保持温度为220℃，保温搅拌1h，然后停止通氮气，开始逐步抽真空，并不断分析酸值和羟值，使分子量达到2000左右时停止反应，得到所述PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物。
本制备例得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物中PEA的质量百分含量为50％，其中PLA和PBAT的质量比为80:20。
制备例4
一种PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其制备方法包括如下步骤：
(1)将41.11质量份己二酸、20.92质量份乙二醇装入反应釜1中，先抽真空并通氮气恢复压力，在氮气保护下加热并搅拌，待物料熔融后加20ppm的钛酸四丁酯，在140℃下反应，然后以10℃/h缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；称取6.95质量份己二酸、7.90质量份对苯二甲酸、8.57质量份丁二醇，加入反应釜2中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，在160℃反应，然后以10℃/h的速度缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；将计量的37.49质量份乳酸加入至反应釜3中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，控温140℃，反应2h，接着控温160℃下反应2h；
(2)将反应釜2和反应釜3中的反应产物加入到反应釜1中，保持温度为220℃，保温搅拌1h，然后停止通氮气，开始逐步抽真空，并不断分析酸值和羟值，使分子量达到2000左右时停止反应，得到所述PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物。
本制备例得到的PLA/PBAT/PEA聚酯多元醇嵌段共聚物中聚酯多元醇的质量百分含量为50％，其中PLA和PBAT的质量比为60:40。
制备例5
一种PLA/PEA嵌段共聚物，其制备方法包括如下步骤：
(1)将24.67质量份己二酸、12.55质量份乙二醇装入反应釜1中，先抽真空并通氮气恢复压力，在氮气保护下加热并搅拌，待物料熔融后加20ppm的钛酸四丁酯，在140℃下反应，然后以10℃/h缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；将计量的87.48质量份乳酸加入至反应釜2中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，控温140℃，反应2h，接着控温160℃下反应2h；
(2)将反应釜2中的反应产物加入到反应釜1中，保持温度为220℃，保温搅拌1h，然后停止通氮气，开始逐步抽真空，并不断分析酸值和羟值，使分子量达到2000左右时停止反应，得到所述PLA/PEA嵌段共聚物。
本制备例得到的PLA/PEA嵌段共聚物中PEA的质量百分含量为30％。
制备例6
一种PBAT/PEA嵌段共聚物，其制备方法包括如下步骤：
(1)将24.67质量份己二酸、12.55质量份乙二醇装入反应釜1中，先抽真空并通氮气恢复压力，在氮气保护下加热并搅拌，待物料熔融后加20ppm的钛酸四丁酯，在140℃下反应，然后以10℃/h缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；称取24.33质量份己二酸、27.65质量份对苯二甲酸、30质量份丁二醇，加入反应釜2中，在氮气保护下加热并搅拌，待物料完全熔融后加20ppm钛酸四丁酯，在160℃反应，然后以10℃/h的速度缓慢加热，待釜内温度达到220℃保温1h；
(2)将反应釜2中的反应产物加入到反应釜1中，保持温度为220℃，保温搅拌1h，然后停止通氮气，开始逐步抽真空，并不断分析酸值和羟值，使分子量达到2000左右时停止反应，得到所述PBAT/PEA嵌段共聚物。
本制备例得到的PBAT/PEA嵌段共聚物中PEA的质量百分含量为30％。
实施例1
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003406928460000111
本实施例提供的可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备方法包括：将PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物(制备例1)和催化剂T-9置于温度为80℃的浇注机的第一反应釜中，二异氰酸酯置于温度为50℃的浇注机的第二反应釜中、小分子多元醇置于温度为40℃浇注机的第三反应釜中，注入双螺杆挤出机进行混合、造粒，所述双螺杆挤出机的前段温度为150℃，中段温度为200℃，后段温度为220℃，模头温度为230℃，转速为100rpm，得到所述可降解热塑性聚氨酯弹性体。
实施例2
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其与实施例1的区别仅在于，采用制备例2制备得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物替换制备例1得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例3
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其与实施例1的区别仅在于，采用制备例3制备得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物替换制备例1得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例4
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其与实施例1的区别仅在于，采用制备例4制备得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物替换制备例1得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例5
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其与实施例1的区别仅在于，采用制备例5制备得到的PLA/PEA嵌段共聚物替换制备例1得到的PLA/PBAT/聚酯多元醇嵌段共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
制备例6
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其与实施例1的区别仅在于，采用制备例6制备得到的PBAT/PEA嵌段共聚物替换制备例1得到的PLA/PBAT/聚酯多元醇嵌段共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003406928460000131
制备方法与实施例1相同。
实施例8
一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003406928460000132
制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种热塑性聚氨酯弹性体，其与实施例1的区别仅在于，采用PEA聚酯多元醇((汇得科技HDPL-2220)替换制备例1得到的PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
(1)生物降解率：将得到的热塑性聚氨酯弹性体经吹膜制样，得到厚度为0.15mm的膜材料，按照《GB/T 19277.2-2013》中规定的方法进行堆肥降解实验，经50天堆肥降解后，用重量分析法测定二氧化碳的释放量与理论二氧化碳释放量的比值用来评价所制备的膜材料样品的生物降解率；
(2)机械性能：将得到的热塑性聚氨酯弹性体经注塑制样(哑铃状2型试样)后，按照《GB/T 528-2009》中规定的方法进行测试；按照上述测试方法对实施例1～8和对比例1～2得到的热塑性聚氨酯弹性体进行测试，测试结果如表1所示：
表1
生物降解率(％) 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％)
实施例1 69 39.68 369.59
实施例2 63 38.94 464.42
实施例3 60 38.2 519.35
实施例4 52 31.35 600.3
实施例5 74 53.05 270.36
实施例6 43 27.1 672.7
实施例7 45 41.15 476.2
实施例8 76 32.04 750.12
对比例1 16 38 609
根据表1数据可以看出：
实施例1～8提供的可降解热塑性聚氨酯弹性体的生物降解率为43～76％，拉伸强度为27.1～53.05MPa，断裂伸长率为270.36～750.12％。
比较实施例1和对比例1，实施例1得到的可降解热塑性聚氨酯弹性体通过使用PLA/PBAT/PEA嵌段共聚物作为原料之一，使得生物降解率有大幅度提升，且机械性能也满足要求。
进一步比较实施例1和实施例5～6可以发现，采用PLA/PEA嵌段共聚物作为原料制备得到的可降解热塑性聚氨酯弹性体(实施例5)的生物降解率虽然较高，但是断裂伸长率较低；采用PBAT/PEA嵌段共聚物作为原料制备得到的可降解热塑性聚氨酯弹性体(实施例6)的生物降解率和拉伸强度均有所下降。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种可降解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (14)

1.一种可降解热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure FDA0004239557350000011
所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚酯多元醇嵌段共聚物；
所述聚酯多元醇嵌段共聚物中聚酯多元醇的质量百分含量为40～50％；
所述可降解热塑性聚氨酯弹性体的生物降解率为43～76％，拉伸强度为27.1～53.05MPa，断裂伸长率为270.36～750.12％。
2.根据权利要求1所述的可降解热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述聚酯多元醇嵌段共聚物为聚酯二元醇嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的可降解热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
4.根据权利要求1项所述的可降解热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述扩链剂为1,2-乙二醇、1,4-丁二醇或1,6-己二醇中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的可降解热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述催化剂包括辛酸亚锡和/或二丁基锡二月桂酸酯。
6.一种如权利要求1～5任一项所述可降解热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、扩链剂和催化剂进行混合、造粒，得到所述可降解热塑性聚氨酯弹性体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：将聚酯多元醇嵌段共聚物、二异氰酸酯、扩链剂和催化剂置于浇注机的不同反应釜中，一同注入双螺杆挤出机进行混合、造粒，得到所述可降解热塑性聚氨酯弹性体。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇嵌段共聚物和催化剂置于浇注机的第一反应釜中，所述第一反应釜的温度为60～100℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯置于浇注机的第二反应釜中，所述第二反应釜的温度为40～60℃。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述扩链剂置于浇注机的第三反应釜中，所述第三反应釜的温度为30～50℃。
11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的前段温度为130～200℃，中段温度为170～225℃，后段温度为195～240℃。
12.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的模头温度为210～260℃。
13.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的转速为90～180rpm。
14.一种如权利要求1～5任一项所述可降解热塑性聚氨酯弹性体在薄膜领域中的应用。
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