可生物降解的聚酯樹脂以及含有該樹脂的物品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種可生物降解的聚醋樹脂W及包含該樹脂的物品，更具體地，設(shè)及 一種通過脂肪族二簇酸和脂肪族二醇的醋化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而制備的高柔初性的可生物 降解的聚醋樹脂，W及包含該樹脂的物品。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料由于其高的功能性和耐久性在現(xiàn)實(shí)生活中已被有效地使用。然而，傳統(tǒng)塑料 在被填埋后通過微生物緩慢降解，或者當(dāng)它們被焚燒時(shí)而排放有害氣體，由此導(dǎo)致環(huán)境污 染。由于認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)塑料的運(yùn)些問題，已經(jīng)研制了可生物降解的塑料。
[0003]在可生物降解的塑料中，可生物降解的聚醋樹脂正吸引著人們的注意?？缮锝?解的聚醋樹脂指的是通過天然微生物（例如，細(xì)菌、藻類和真菌）可被降解成水和二氧化碳 或被降解成水和甲燒氣體的聚合物。該可生物降解的聚醋樹脂被提出作為針對(duì)由填埋或焚 燒導(dǎo)致的環(huán)境污染的有力的解決方案。
[0004] 可生物降解的聚醋樹脂包括聚乙醇酸、聚徑基下酸、聚乳酸和脂肪族聚醋等。當(dāng)通 過生物合成獲得的聚乙醇酸和聚徑基下酸需要高的生產(chǎn)成本時(shí)，聚乳酸的價(jià)格接近傳統(tǒng)聚 締控樹脂的價(jià)格，從而可W確保聚乳酸的經(jīng)濟(jì)可行性。然而，由于聚乳酸具有非常低的柔初 性和撕裂特征，故聚乳酸難W應(yīng)用于產(chǎn)品。
[0005] 最近，日本昭和高分子公司成功地合成了高分子量的脂肪族聚醋，取得了該脂肪 族聚醋的發(fā)明專利權(quán)，并且將其命名為烷基聚醋度ionolle)。在脂肪族聚醋中，通過利用 1,4-下二醇和班巧酸合成的聚下二酸下二醇醋（PB巧具有極佳的降解性，接近聚乙締的烙 點(diǎn)的烙點(diǎn)，與基于締控的聚合物的機(jī)械性能相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，但同樣具有低柔初性的缺點(diǎn)。 換句話說，盡管PBS具有極佳的生物降解性，從而具有替代傳統(tǒng)塑料（其被視為環(huán)境污染的 主要原因之一）用作食品包裝膜等的潛力，但由于低的柔初性，該P(yáng)BS的使用已受限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種高柔初性可生物降解的聚醋樹脂，其通過包含脂 肪族二簇酸殘基和脂肪族二醇?xì)埢３稚锝到庑浴?br>[0008]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供一種包含該可生物降解的聚醋樹脂的物品。技術(shù)方 案
[0009]本發(fā)明的一方面提供一種包含脂肪族二簇酸殘基和脂肪族二醇?xì)埢目缮锝?解的聚醋樹脂，該脂肪族二簇酸殘基包含班巧酸殘基和己二酸殘基，該脂肪族二醇?xì)埢?含乙二醇?xì)埢拖露細(xì)埢械闹辽僖环N。
[0010] 基于按摩爾計(jì)1份的所述脂肪族二簇酸殘基，所述脂肪族二醇?xì)埢暮靠蒞為 按摩爾計(jì)1份至2份。
[0011] 基于按摩爾計(jì)1份的所述脂肪族二簇酸殘基，所述班巧酸殘基的含量和所述己二 酸殘基的含量可W分別為按摩爾計(jì)0.8份至0. 995份和按摩爾計(jì)0. 005份至0. 2份。
[0012] 所述可生物降解的聚醋樹脂還可W包含對(duì)苯二甲酸殘基。
[0013] 基于按摩爾計(jì)1份的所述脂肪族二簇酸殘基和對(duì)苯二甲酸殘基的總含量，所述己 二酸殘基和所述對(duì)苯二甲酸殘基的總含量可W為按摩爾計(jì)0. 005份至0. 3份。
[0014] 基于按摩爾計(jì)1份的所述脂肪族二簇酸殘基和對(duì)苯二甲酸殘基的總含量，所述班 巧酸殘基的含量、所述己二酸殘基的含量和所述對(duì)苯二甲酸殘基的含量可W分別為按摩爾 計(jì)0. 7份至0. 994份、按摩爾計(jì)0. 005份至0. 299份和按摩爾計(jì)0. 001份至0. 295份。
[0015] 所述可生物降解的聚醋樹脂可W具有120000至350000的重均分子量。
[0016] 本發(fā)明的另一方面提供一種包含該可生物降解的聚醋樹脂的物品。
[0017] 本發(fā)明的有益效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，可W通過包含脂肪族二簇酸殘基和脂肪族二醇?xì)埢?而提供不僅具有極佳的生物降解性，而且具有極佳的柔初性的可生物降解的聚醋樹脂。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 最佳實(shí)施方式
[0020] 在下文中，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可生物降解的聚醋樹脂。
[0021] 本文所用的術(shù)語"聚醋"指的是通過至少一種雙官能的或多官能的簇酸和至少一 種雙官能的或多官能的徑基化合物的醋化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而制備的合成聚合物。所述雙官 能的簇酸為二簇酸，所述雙官能的徑基化合物為二徑醇，例如，乙二醇或二醇。
[0022] 本文所用的術(shù)語"下二醇"指的是通過徑基取代下燒的兩個(gè)氨原子而形成的化合 物，具體而言，指的是包括1，4-下二醇、1，3-下二醇和/或2, 3-下二醇的化合物。
[0023] 本文所用的術(shù)語"結(jié)晶"指的是形成運(yùn)樣的區(qū)域：在該區(qū)域中，處于非結(jié)晶狀態(tài)或 烙化狀態(tài)的樹脂的鏈在低于烙點(diǎn)且等于或高于玻璃化溫度的任意溫度下部分地排列。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可生物降解的聚醋樹脂包括脂肪族二簇酸殘基和 脂肪族二醇?xì)埢?，所述脂肪族二簇酸殘基包括班巧酸殘基和己二酸殘基，所述脂肪族二?殘基包括乙二醇?xì)埢拖露細(xì)埢械闹辽僖环N。
[0025] 本文所用的術(shù)語"殘基"指的是當(dāng)特定的化合物參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)，源自該特定的化 合物且被包括在該化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物中的某個(gè)部分或單元。例如，"脂肪族二簇酸殘基"、"脂 肪族二醇?xì)埢?和"對(duì)苯二甲酸殘基"分別指的是在通過醋化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)形成的聚醋 中，源自脂肪族二簇酸或其衍生物的部分、源自脂肪族二醇或其衍生物的部分、和源自對(duì)苯 二甲酸或其衍生物的部分。例如，班巧酸殘基可W由（-OC-C2H4-CO-)來表示，己二酸殘基可 W由（-OC-C4HS-CO-)來表示，乙二醇?xì)埢蒞由（-O-C2H4-O-)來表示，下二醇?xì)埢蒞由 (-〇-〔4&-〇-)來表不，對(duì)苯二甲酸殘基可W由（-〇〇〔進(jìn)4-〔〇-)來表不。
[0026] 本文所用的術(shù)語"脂肪族二簇酸衍生物"指的是包括脂肪族二簇酸化合物的醋衍 生物、面化酷基衍生物、和酸酢衍生物等的化合物。
[0027] 本文所用的術(shù)語"脂肪族二醇衍生物"指的是包括二亞甲基二醇、Ξ亞甲基二醇、 四亞甲基二醇、五亞甲基二醇、二甘醇和Ξ甘醇等的化合物。
[0028] 本文所用的術(shù)語"對(duì)苯二甲酸衍生物"指的是包括對(duì)苯二甲酸化合物的醋衍生物、 面化酷基衍生物、和酸酢衍生物等的化合物。
[0029] 所述可生物降解的聚醋樹脂可W由化學(xué)式1表示。
[0030] [化學(xué)式1]
[0031]
[0032] 在化學(xué)式1中，"a"為從1至2500的整數(shù)，"b"為從1至2500的整數(shù)，"m"為從1 至1500的整數(shù)。所述Ri和R3可W分別獨(dú)立地為取代的或未取代的C2或C4的締控基。R2 和R4中的一個(gè)可W為取代的或未取代的C2的締控基，另一個(gè)可W為取代的或未取代的C4的 締控基。
[003引例如，當(dāng)R嘴R3均為乙締基，R2和R4分別為乙締基和下締基時(shí)，所述可生物降解 的聚醋樹脂可W是聚班巧酸乙二醇醋-己二酸乙二醇醋（PESA)。例如，當(dāng)Ri和R3均為下 締基，R2和R4分別為乙締基和下締基時(shí)，所述可生物降解的聚醋樹脂可W是聚班巧酸下二 醇醋-己二酸下二醇醋（PBSA)。
[0034] 此外，當(dāng)所述可生物降解的聚醋樹脂還包括對(duì)苯二甲酸殘基時(shí)，可生物降解的聚 醋樹脂可W由化學(xué)式2表示。
[003引[化學(xué)式引
[0036]
[0037] 在化學(xué)式2中，"a"為從1至2500的整數(shù)，"b"為從1至2500的整數(shù)，"c"為從1 至2500的整數(shù)，"m"為從1至1000的整數(shù)。所述Ri、R嘴R可W分別獨(dú)立地為取代的或 未取代的C2或C4的締控基。R2、R4和R可W分別為取代的或未取代的C2的締控基、取代的 或未取代的C4的締控基、和取代的或未取代的Ce的亞苯基。
[003引例如，當(dāng)r1、R3和R5為下締基，R2、R4和R6分別為乙締基、下締基和亞苯基時(shí)，所述 可生物降解的聚醋樹脂可W是聚班巧酸下二醇醋-己二酸下二醇醋-對(duì)苯二甲酸下二醇醋 (PBSAT)。例如，當(dāng)Ri、R3和R5為乙締基，R2、R4和R6分別為乙締基、下締基和亞苯基時(shí)，所 述可生物降解的聚醋樹脂可W是聚班巧酸乙二醇醋-己二酸乙二醇醋-對(duì)苯二甲酸乙二醇 醋（陽SAT)。
[0039] 當(dāng)在制備所述可生物降解的聚醋樹脂的聚合期間，所述脂肪族二簇酸和所述脂肪 族二醇W化學(xué)計(jì)量反應(yīng)時(shí)，脂肪族二簇酸和脂肪族二醇可WW摩爾比1:1與彼此反應(yīng)。所 述脂肪族二醇的用量與所述脂肪族二簇酸的用量的比可W是1:1，但是與所述脂肪族二簇 酸的用量相比，過量的所述脂肪族二醇可被用來促進(jìn)反應(yīng)和增加可生物降解的聚醋樹脂的 產(chǎn)量。例如，基于按摩爾計(jì)1份的所述脂肪族二簇酸殘基，所述脂肪族二醇?xì)埢暮靠蒞 為按摩爾計(jì)1份至2份。
[0040] 此外，基于按摩爾計(jì)1份的所述脂肪族二簇酸殘基，所述可生物降解的聚醋樹脂 中的所述班巧酸殘基的含量和所述己二酸殘基的含量可W分別為按摩爾計(jì)0.8份至0. 995 份和按摩爾計(jì)0. 005份至0.2份。
[0041] 當(dāng)所述班巧酸殘基的含量在該范圍內(nèi)時(shí)，增加了所述可生物降解的聚醋樹脂在粒 化過程中的結(jié)晶和固化速率，使得對(duì)于?；蒞不耗費(fèi)很多時(shí)間，并且可W獲得具有高強(qiáng) 度和改進(jìn)的柔初性的可生物降解的聚醋樹脂。
[0042] 當(dāng)所述己二酸殘基的含量在該范圍內(nèi)時(shí)，可W獲得具有高分子量、高強(qiáng)度和改進(jìn) 的柔初性的可生物降解的聚醋樹脂。
[0043] 所述可生物降解的聚醋樹脂還可W包括對(duì)苯二甲