本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域,具體的,涉及一種可降解聚乙醇酸的制備方法。
背景技術(shù):
:高分子材料的用途已滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及日常生活的各個領(lǐng)域。合成高分子材料主要來源于石油化工產(chǎn)品,不易腐爛、難降解,對于廢棄的高分子材料制品,除少量回收利用外,其余多采用焚燒、填埋,對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染和破壞。生物降解高分子材料生物降解性能良好、原料來源豐富,同時具有與傳統(tǒng)石油基高分子材料相近的機械性能而倍受青睞。聚乙醇酸作為一種化學合成的生物降解高分子材料,來源豐富,生產(chǎn)過程清潔,無毒無害,性能優(yōu)良,已在農(nóng)業(yè)、紡織、包裝、生物醫(yī)學等領(lǐng)域有廣泛的應用。聚乙醇酸有兩條合成路線,分別為乙醇酸直接縮聚法和丙交酯開環(huán)聚合法。開環(huán)聚合法是目前聚乙醇酸工業(yè)化生產(chǎn)最主要的合成路線,條件較為溫和,且易于得到高分子量產(chǎn)物。但開環(huán)法工藝復雜、路線冗長、成本高,得到的產(chǎn)物價格與傳統(tǒng)塑料相比競爭力不強。直接法的優(yōu)勢在于操作簡單,降低了成本,得到的產(chǎn)物也較為純凈。但是直接縮聚的反應條件較為苛刻,反應時間長、溫度高、真空度高,后期粘度增大,導致脫水困難,分子量難以明顯提高,限制了該方法的發(fā)展。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可降解聚乙醇酸的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種可降解聚乙醇酸的制備方法,制備步驟包括:1)將乙醇酸為原料,在真空條件下進行脫水精制,得到乙醇酸低聚物;2)將步驟1)得到的乙醇酸低聚物與催化劑混合,加入反應容器中,在真空條件下,加熱反應,得到聚乙醇酸中間產(chǎn)物;3)在步驟2)中的反應容器中加入擴鏈劑MDI,在真空條件下,加熱反應,得到高分子量聚乙醇酸。進一步,所述步驟1)中的真空度為1kPa~3.3kPa,脫水時間為2-8小時,脫水溫度范圍60-120℃。進一步,所述步驟2)中的真空度為1kPa~1.5kPa,反應溫度范圍120-180℃,反應時間為2-8小時,反應時伴隨機械攪拌。進一步,所述步驟2)中的催化劑為氯化亞錫、辛酸亞錫、對甲苯磺酸中的兩種或三種的混合物,其總質(zhì)量為乙醇酸低聚物質(zhì)量的0.3%~2%。進一步,所述步驟3)中的真空度為1kPa~1.5kPa,反應溫度范圍120-150℃,反應時間為0.5-3小時,反應時伴隨機械攪拌。進一步,所述步驟3)中的擴連劑MDI的質(zhì)量為聚乙醇酸中間產(chǎn)物質(zhì)量的0.05%~1.2%。進一步,所述步驟3)中擴鏈劑的添加方法,是直接加入反應體系,熔融混合后,再發(fā)生擴鏈反應。進一步,所述步驟3)中擴鏈劑的添加方法,是將擴鏈劑溶于溶劑中注射加入,混合過程中,溶劑被真空系統(tǒng)排出。本發(fā)明的有益效果是:得到一種具有較高機械拉伸強度的可降解聚乙醇酸。具體實施方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例1一種可降解聚乙醇酸的制備方法,制備步驟包括:1)將乙醇酸為原料,在真空條件下進行脫水精制,得到乙醇酸低聚物;2)將步驟1)得到的乙醇酸低聚物與催化劑混合,加入反應容器中,在真空條件下,加熱反應,得到聚乙醇酸中間產(chǎn)物;3)在步驟2)中的反應容器中加入擴鏈劑MDI,在真空條件下,加熱反應,得到高分子量聚乙醇酸。步驟1)中的真空度為3.3kPa,脫水時間為8小時,脫水溫度范圍120℃。步驟2)中的真空度為1.5kPa,反應溫度范圍180℃,反應時間為8小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟2)中的催化劑為氯化亞錫、辛酸亞錫、對甲苯磺酸中的兩種或三種的混合物,其總質(zhì)量為乙醇酸低聚物質(zhì)量的2%。步驟3)中的真空度為1.5kPa,反應溫度范圍150℃,反應時間為3小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟3)中的擴連劑MDI的質(zhì)量為聚乙醇酸中間產(chǎn)物質(zhì)量的1.2%。步驟3)中擴鏈劑的添加方法,是直接加入反應體系,熔融混合后,再發(fā)生擴鏈反應。實施例2一種可降解聚乙醇酸的制備方法,制備步驟包括:1)將乙醇酸為原料,在真空條件下進行脫水精制,得到乙醇酸低聚物;2)將步驟1)得到的乙醇酸低聚物與催化劑混合,加入反應容器中,在真空條件下,加熱反應,得到聚乙醇酸中間產(chǎn)物;3)在步驟2)中的反應容器中加入擴鏈劑MDI,在真空條件下,加熱反應,得到高分子量聚乙醇酸。步驟1)中的真空度為1kPakPa,脫水時間為2小時,脫水溫度范圍60℃。步驟2)中的真空度為1kPakPa,反應溫度范圍120℃,反應時間為2小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟2)中的催化劑為氯化亞錫、辛酸亞錫、對甲苯磺酸中的兩種或三種的混合物,其總質(zhì)量為乙醇酸低聚物質(zhì)量的0.3%。步驟3)中的真空度為1kPa,反應溫度范圍120℃,反應時間為0.5小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟3)中的擴連劑MDI的質(zhì)量為聚乙醇酸中間產(chǎn)物質(zhì)量的0.05%。步驟3)中擴鏈劑的添加方法,是將擴鏈劑溶于溶劑中注射加入,混合過程中,溶劑被真空系統(tǒng)排出。實施例3一種可降解聚乙醇酸的制備方法,制備步驟包括:1)將乙醇酸為原料,在真空條件下進行脫水精制,得到乙醇酸低聚物;2)將步驟1)得到的乙醇酸低聚物與催化劑混合,加入反應容器中,在真空條件下,加熱反應,得到聚乙醇酸中間產(chǎn)物;3)在步驟2)中的反應容器中加入擴鏈劑MDI,在真空條件下,加熱反應,得到高分子量聚乙醇酸。步驟1)中的真空度為2.5kPa,脫水時間為4小時,脫水溫度范圍80℃。步驟2)中的真空度為2kPa,反應溫度范圍150℃,反應時間為6小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟2)中的催化劑為氯化亞錫、辛酸亞錫、對甲苯磺酸中的兩種或三種的混合物,其總質(zhì)量為乙醇酸低聚物質(zhì)量的0.5%。步驟3)中的真空度為1.2kPa,反應溫度范圍130℃,反應時間為2小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟3)中的擴連劑MDI的質(zhì)量為聚乙醇酸中間產(chǎn)物質(zhì)量的0.5%。步驟3)中擴鏈劑的添加方法,是將擴鏈劑溶于溶劑中注射加入,混合過程中,溶劑被真空系統(tǒng)排出。實施例4一種可降解聚乙醇酸的制備方法,制備步驟包括:1)將乙醇酸為原料,在真空條件下進行脫水精制,得到乙醇酸低聚物;2)將步驟1)得到的乙醇酸低聚物與催化劑混合,加入反應容器中,在真空條件下,加熱反應,得到聚乙醇酸中間產(chǎn)物;3)在步驟2)中的反應容器中加入擴鏈劑MDI,在真空條件下,加熱反應,得到高分子量聚乙醇酸。步驟1)中的真空度為2.2kPa,脫水時間為6小時,脫水溫度范圍100℃。步驟2)中的真空度為1.2kPa,反應溫度范圍140℃,反應時間為4小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟2)中的催化劑為氯化亞錫、辛酸亞錫、對甲苯磺酸中的兩種或三種的混合物,其總質(zhì)量為乙醇酸低聚物質(zhì)量的1%。步驟3)中的真空度為1kPa~1.5kPa,反應溫度范圍120-150℃,反應時間為2小時,反應時伴隨機械攪拌。步驟3)中的擴連劑MDI的質(zhì)量為聚乙醇酸中間產(chǎn)物質(zhì)量的0.8%。步驟3)中擴鏈劑的添加方法,是直接加入反應體系,熔融混合后,再發(fā)生擴鏈反應。對比例1一種可降解聚乙醇酸的制備方法,制備步驟包括:1)乙醇酸為原料,在真空條件下進行脫水精制約3小時,得到乙醇酸低聚物;2)將步驟1)得到的乙醇酸低聚物與催化劑辛酸亞錫混合,加入反應容器中,在真空條件下(1kPa~1.5kPa),攪拌加熱反應12h,反應溫度為120°,得到對比聚合物1。分別將實施例1-4中得到的聚合物1-4進行分子量,拉伸強度和降解性能的測試,其數(shù)據(jù)見下表:重均分子量拉伸強度降解周期聚合物119.8萬69.8MPa14天聚合物218.7萬68.8MPa14天聚合物319.2萬69.2MPa15天聚合物420.4萬70.5MPa15.5天對比聚合物13.6萬35MPa12.5天以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3