一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯及其应用，所述生物降解脂肪族-芳香族共聚酯包括如下组分：组分1：由45~60mol%芳香族二酸残基A1与二羟基化合物残基B组成的芳香族聚酯单元；组分2：由37~54.7mol%线性脂肪族二酸残基A2与二羟基化合物残基B组成的线性脂肪族聚酯单元；组分3：由0.3~3mol%含烷基侧链脂肪族二酸残基A3与二羟基化合物残基B组成的含烷基侧链脂肪族聚酯单元；本发明的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯中由于含有烷基侧链脂肪族聚酯单元，使得制成的薄膜的屈服强度得到提高，有利于提高农用地膜耐受作物和杂草的穿刺性能，减小破孔现象出现的几率；氧气透过率提高，水蒸气透过率降低，制成的薄膜用作农用地膜时具有更好的保温、保湿作用。
【专利说明】一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚酯【技术领域】，特别涉及一种含烷基侧链的生物降解脂肪族-芳香族 共聚酯及其在农业地膜行业中的应用。
【背景技术】
[0002] 目前，农业生产中使用的地膜大多数是合成聚合物，如聚乙烯（PE)、聚氯乙烯 (PVC)等。使用这些地膜材料给农业带来了一定的经济效益的同时，也给环境造成了严重的 白色污染。这些材料在自然环境中会长期稳定存在，大量残留在土地中的地膜碎片破坏土 壤结构，使土壤硬化，阻碍作物从土壤中吸收水和肥料，长期使用会导致农作物减产。另外， 从田间回收地膜工作量大、成本高，并且很难将地膜完全回收。因此，经长时间累积，地膜残 片会极大降低土壤的质量。
[0003] 生物降解聚酯能够在田间的自然环境中，通过水和微生物的作用，在几个月至 数年左右时间内能够完全降解，且最终产物为水和二氧化碳，是制作地膜的理想材料。 CN1071342C公开了对苯二甲酸、己二酸、含磺酸基团二元酸与二醇共聚得到的生物降 解共聚酯，其具有良好的生物降解能力，但是用做地膜材料时，在作物及杂草作用下，容 易出现破孔等问题，导致保温、保湿效果不理想，从而限制了生物降解聚酯地膜的应用。 CN102344556公开了一种可生物降解支化芳香族聚酯-脂肪族聚酯多嵌段共聚物，其通过 分别合成羟基封端的芳香族聚酯预聚物、羟基封端的脂肪族聚酯预聚物和羟基封端的直链 脂肪族聚酯预聚物，然后通过扩链的方式制备可生物降解支化芳香族聚酯-脂肪族聚酯多 嵌段共聚物。该共聚物需要分别合成三种预聚物，制备步骤繁琐，不利于工业化生产。且该 共聚酯为嵌段结构，制成的薄膜耐撕裂强度较低，在实际使用时，出现破孔后容易出现大面 积的薄膜破裂，从而限制了其在农用地膜行业中的应用。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种生物降解 脂肪族-芳香族共聚酯。
[0005] 本发明另一目的在于提供上述生物降解脂肪族-芳香族共聚酯在农用地膜行业 中的应用。
[0006] 本发明的目的通过如下技术方案来实现： 一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，包括如下组分： 组分1 :由45~60mol%芳香族二酸残基Al与二羟基化合物残基B组成的芳香族聚酯单 元； 组分2 :由37~54. 7mol%线性脂肪族二酸残基A2与二羟基化合物残基B组成的线性脂 肪族聚酯单元； 组分3 :由0. 3~3mol%含烷基侧链脂肪族二酸残基A3与二羟基化合物残基B组成的含 烷基侧链脂肪族聚酯单元。
[0007] 所述含烷基侧链脂肪族二酸残基A3具有如下结构：
【权利要求】
1. 一种生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，包括如下组分： 组分1 :由45~60mol%芳香族二酸残基Al与二羟基化合物残基B组成的芳香族聚酯单 元； 组分2 :由37~54. 7mol%线性脂肪族二酸残基A2与二羟基化合物残基B组成的线性脂 肪族聚酯单元； 组分3 :由0. 3~3mol%含烷基侧链脂肪族二酸残基A3与二羟基化合物残基B组成的含 烷基侧链脂肪族聚酯单元。
2. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述含烷基侧 链脂肪族二酸残基A3具有如下结构：
其中R1为碳原子数为4~12的烷基，心中含有碳原子数不超过2的支链，R1中含有0~1个 碳碳双键，碳碳双键在R1的任何位置；nl为0~9的整数，n2为0~9的整数，且0彡nl+n2彡9。
3. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述芳香族二 酸残基Al选自对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸残 基中的一种或者两种以上的混合物。
4. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述线性脂肪 族二酸残基A2选自含有3~10个碳原子的直链二元酸残基，优选为丙二酸、丁二酸、戊二酸、 己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸中的一种或者两种以上残基的混合物。
5. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述二羟基化 合物残基B选自C2~C8的烷基二醇残基，优选为乙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，5-戊 二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇中的一种或者两种以上残基的混合物。
6. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述生物降解 脂肪族-芳香族共聚酯的无规度r为0. 8~1. 2,所述无规度是通过1H NMR测试结果计算得 到。
7. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述生物降解 脂肪族_芳香族共聚酯的特性粘度为I. 2~1. 4dL/g，所述特性粘度参照GB/T1632. 5-2008测 得，测试温度为25°C，溶剂为苯酚/邻二氯苯（60/40, wt/wt)，共聚酯的浓度为0. 5g/100mL， 用乌氏粘度计测得。
8. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述生物降 解脂肪族-芳香族共聚酯的烙体质量流动速率为l~6g/10min，所述烙体质量流动速率参照 GB/T 3682-2000 测得，温度为 190〇C，负荷为 2. 16Kg。
9. 根据权利要求1所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯，其特征在于，所述生物降解 脂肪族-芳香族共聚酯的熔点为115°C~150°C ;所述熔点参照GB/T 19466. 3-2004测得。
10. 如权利要求1~9任一项所述的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯在农用地膜行业中 的应用。
【文档编号】C08G63/685GK104497293SQ201410711824
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】赵巍, 焦建, 叶丹滢, 苑仁旭, 熊凯, 钟宇科, 徐依斌, 吴水珠 申请人:金发科技股份有限公司