專(zhuān)利名稱(chēng)：一種聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于脂肪族聚酯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分子量聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于傳統(tǒng)的聚烯烴塑料的不可降解性，導(dǎo)致廢棄塑料對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，為了減少這種污染，人們將研究方向轉(zhuǎn)向了降解塑料，其中生物降解塑料是主要的研究目標(biāo)。 脂肪族聚酯塑料由于分子主鏈中含有易水解的酯鍵，在生物酶作用下易于發(fā)生生物降解， 已成為世界范圍內(nèi)的研發(fā)熱點(diǎn)之一。其中，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因其熔點(diǎn)較高，具有相對(duì)較好的加工性能，已經(jīng)成為少數(shù)已商品化的生物降解塑料之一。傳統(tǒng)的制備PBS的方法是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將丁二酸、丁二醇先在常壓、180°C左右溫度進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后在高真空度下，升溫至220°C以上進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的熔融縮聚反應(yīng)獲得聚丁二酸丁二醇酯。該方法的缺點(diǎn)之一是酯化反應(yīng)溫度高，丁二醇會(huì)發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水反應(yīng)生成四氫呋喃等副產(chǎn)物；缺點(diǎn)之二是為了獲得高分子量的產(chǎn)品，就必須延長(zhǎng)高溫下的熔融縮聚反應(yīng)時(shí)間，但長(zhǎng)時(shí)間高溫下的熔融縮聚反應(yīng)會(huì)使產(chǎn)品的熱分解和熱氧化反應(yīng)加劇，導(dǎo)致產(chǎn)率下降、產(chǎn)品顏色偏深，而且分子量偏低，使PBS的加工和應(yīng)用性能受到很大限制。為了制備高分子量的聚丁二酸丁二醇酯，改善其加工和應(yīng)用性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了很多探索性的工作。如 DAE KYUNG SONG (DAE KYUNG SONG, YOUG KIEL SUNG, Journal of Applied Polymer Science, 1995 Vol. 56,1381 1395)米用溶液聚合法反應(yīng) 20h 制備了數(shù)均分子量為I. 6萬(wàn)的聚丁二酸丁二醇酯，但該產(chǎn)物的分子量仍然不高。孫杰等(精細(xì)化工，2007，2)以十氫萘作溶劑，采用溶液聚合法反應(yīng)12 14h制備了數(shù)均分子量為7. 9萬(wàn)的聚丁二酸丁二醇酯，該方法雖然制得了高分子量的聚丁二酸丁二醇酯，但反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)， 成本較高。CNlO 1077905A報(bào)道了使用二元異氰酸酯對(duì)低分子量聚丁二酸丁二醇酯預(yù)聚物進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)制備高分子量的聚丁二酸丁二醇酯的方法，但二元異氰酸酯類(lèi)擴(kuò)鏈劑的毒性限制了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高分子量聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法。一種聚丁二酸丁二醇酯，其具有如下的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.一種聚丁二酸丁二醇酯，其特征在于其具有如下的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
2.一種制備如權(quán)利要求I所述聚丁二酸丁二醇酯的方法，其特征在于具體步驟如下(1)溶液酯化階段將丁二酸、1，4_丁二醇、甲苯、氯化亞錫和對(duì)甲苯磺酸加入到回流分水反應(yīng)裝置中，升溫，于140-150°C回流分水60 120分鐘后蒸出甲苯，所述丁二酸1， 4_ 丁二醇氯化亞錫對(duì)甲苯磺酸的摩爾比為I : I. I : O. 002 O. 001，每加入I摩爾的丁二酸則對(duì)應(yīng)加入500毫升的甲苯；(2)熔融縮聚階段蒸出甲苯后改回流分水裝置為真空裝置，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，在230°C、 5mmHg真空度下反應(yīng)60 120分鐘；(3)二元酰氯擴(kuò)鏈階段步驟(2)結(jié)束后降溫至130 170°C，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，然后加入擴(kuò)鏈劑二元酰氯常壓反應(yīng)10 30分鐘，常壓反應(yīng)后在5mmHg真空度下反應(yīng)30分鐘，得高分子量聚丁二酸丁二醇酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種制備聚丁二酸丁二醇酯的方法，其特征在于所述擴(kuò)鏈劑二元酰氯為丁二酰氯或己二酰氯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種制備聚丁二酸丁二醇酯的方法，其特征在于所述擴(kuò)鏈劑二元酰氯的加入量為丁二酸與I，4-丁二醇總質(zhì)量的I 3%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法，其特點(diǎn)是以丁二酸和1，4-丁二醇為原料，采用了溶液酯化-熔融縮聚-二元酰氯擴(kuò)鏈的連續(xù)制備方法，制備的聚丁二酸丁二醇酯數(shù)均分子量大于7.0×104，分子量分布為1.6～1.9。本發(fā)明的制備方法與傳統(tǒng)的熔融縮聚法及二元異氰酸酯擴(kuò)鏈法相比，具有所需時(shí)間短、成本低、產(chǎn)物分子量高、分子量分布較窄、顏色淺、無(wú)毒、擴(kuò)鏈過(guò)程不發(fā)生交聯(lián)且產(chǎn)物易于生物降解等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08G63/16GK102604051SQ20121001385
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者張敏, 張昌輝, 王磊 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)