專利名稱：一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯及其制備方法，屬于高 分子材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高分子材料的廢棄物將給環(huán)境帶來一定的負面影響，因為高分子
材料用后廢棄的量大約占總量的50%—60%。這些塑料廢棄物難以分 解(普通塑料要100—150年才能完全分解)，因而造成了大量的永久 性垃圾(約占固體垃圾的7%—10%，以體積計則所占比例更大)。那 么這么多的塑料廢棄物又是如何處理呢？國際上處理塑料垃圾的方 法通常使用的手段主要有填埋、焚燒和回收再利用三種。填埋法占 用大量的土地，并造成土壤劣化；焚燒處理容易產(chǎn)生有害氣體，造成 二次污染；回收再利用難度較大，成本也高，目前回收量僅占塑料垃 圾總量的1%。
由于上述原因，解決日益嚴重的"白色污染"問題成為人們普遍關(guān) 注的問題。現(xiàn)在國內(nèi)外降解塑料的研制開發(fā)工作非?；钴S，并已有部 分開始了工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展相當迅速。生物降解塑料既具有使用時發(fā) 揮塑料本身的優(yōu)良性能，用后廢棄時又不給環(huán)境帶來污染，能被各種 生物(酶)迅速分解的特征。因此大力開發(fā)和推廣環(huán)境可生物降解高 分子材料，才是治標和治本的方法，也符合當今高分子材料綠色化的 潮流。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是可完全生物降解聚合物，由丁二酸 和丁二醇經(jīng)縮聚制得，它可以在細菌或酶的作用下最終降解成為二氧 化碳和水等物質(zhì)，對環(huán)境無害。而且由于合成所用原料相對易得，合 成工藝相對于微生物發(fā)酵法等也要簡便，所以在成本上有明顯的優(yōu)
勢。特別是近年來，通過淀粉發(fā)酵可以獲得合成PBS單體丁二酸，
一旦實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，材料成本將具有更加明顯的優(yōu)勢，不僅如此， 聚丁二酸丁二醇酯的熔點相對較高，性能良好，有希望取代通用聚乙 烯或聚丙烯而進入通用塑料領(lǐng)域，緩解傳統(tǒng)塑料對環(huán)境造成的污染。 是眾多生物降解材料中綜合性能最佳，發(fā)展前景看好的全生物降解合 成高分子?？蓮V泛應(yīng)用于包裝材料，餐飲用具，農(nóng)用地膜，日用雜品， 一次性醫(yī)療材料，人造骨骼，人造皮膚，手術(shù)骨釘，手術(shù)縫合等方面。 聚酯包裝材料是各類包裝材料中最有活力，最具有發(fā)展前途的材料，
也是聚酯眾多應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展最快的領(lǐng)域，PBS作為全生物降解新材 料，可用于飲料，食品，家電，醫(yī)藥，農(nóng)藥，日化等產(chǎn)品的包裝。在 日常的貯存過程中，只要不直接接觸富含微生物土壤，自然水體等地 方，就可以長期貯存，不會發(fā)生降解。
然而，通過在分子鏈間引入化學(xué)鍵，對其進行交聯(lián)，可以有效的 提高分子量，改善材料的熔體強度。此外，交聯(lián)后形成的三維網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)可以顯著改善其很多重要特性，如耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品、 耐應(yīng)力開裂性，耐老化性和黏性變形性等。沖擊強度和拉伸強度得到 提高，收縮性下降，低溫性能也得到改善。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種交聯(lián)的聚丁二 酸丁二醇酯的制備方法，以改善聚丁二酸丁二醇酯熔體強度低和力學(xué) 性能差等不足，從而擴大其應(yīng)用范圍。
本發(fā)明制備方法如下
使用的聚丁二酸丁二醇酯重均分子量為5—20萬；所占重量份數(shù)
為100份;
使用的過氧化物為過氧化苯甲酰(BPO)、過氧化二異丙苯(DCP)、 二叔丁基過氧化物(DTBP)、過氧化叔丁基異丙苯、l,l-雙(叔丁基過 氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己垸、(2, 5-二甲基-2， 5 二叔丁基)過氧基己垸、 (2， 5-二甲基-2， 5 二叔丁基)過氧基己炔或2， 4-二氯過氧化苯甲酰； 所占重量份數(shù)為0. 05_1份；
使用的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅垸，乙烯基三乙氧基硅 烷和乙烯基三(e-甲氧基乙氧基)硅烷中一種；所占重量份數(shù)為1
一10份； -
使用的催化劑為二月桂酸二丁酯錫、乙酸亞錫或二辛酸二丁酯
錫；所占重量份數(shù)為0.01—0.3份；
按配比把聚丁二酸丁二醇酯樹脂、過氧化物、硅烷偶聯(lián)劑和催化 劑在密煉機中混合，密煉機中的溫度在130—190。C，共混時間為3 一IO分鐘，將共混后的樹脂在14(TC下熱壓成型后，在30—90。C的 熱水中交聯(lián)4一96小時，得到一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯。
本發(fā)明的交聯(lián)方法得到的一種聚丁二酸丁二醇酯，交聯(lián)后凝膠含 量最高可達到92%.力學(xué)性能范圍如下拉伸強度為30-35MPa，斷裂伸長率300—400%。通過交聯(lián)有效的拓展了聚丁二酸丁二醇酯的應(yīng)用范圍。
具體實施例方式
實施例1.取重均分子量為5萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，過氧化苯甲酰(BPO)重量份0.05份，乙烯基三甲氧基硅烷重量 份1份，二月桂酸二丁酯錫重量份0.01份。上述物質(zhì)經(jīng)高攪機攪拌 均勻后，在密煉機內(nèi)13(TC下熔融共混3分鐘，將共混后的樹脂在140 。C下熱壓成型后，在30。C的熱水中交聯(lián)4小時，得到一種交聯(lián)的聚 丁二酸丁二醇酯。所測得的凝膠含量為10%，力學(xué)性能如下拉伸強 度為30MPa，斷裂伸長率300%。
實施例2.取重均分子量為20萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，過氧化二異丙苯(DCP)重量份1份，乙烯基三乙氧基硅烷重量份 10份，乙酸亞錫重量份0.3份。上述物質(zhì)經(jīng)高攪機攪拌均勻后，在密 煉機內(nèi)16(TC下熔融共混10分鐘，將共混后的樹脂在14(TC下熱壓成 型后，在9(TC的熱水中交聯(lián)96小時，得到一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二 醇酯。所測得的凝膠含量為92%，力學(xué)性能如下拉伸強度為35MPa， 斷裂伸長率400%。
實施例3.取重均分子量為10萬的聚丁二酸丁二醇酯1重量份 00份，二叔丁基過氧化物(DTBP)重量份0.8份，乙烯基三 甲氧基乙氧基)硅烷重量份5份，二辛酸二丁酯錫重量份0.2份，上 述物質(zhì)經(jīng)高攪機攪拌均勻后，在密煉機內(nèi)19(TC下熔融共混8分鐘， 將共混后的樹脂在14(TC下熱壓成型后，在4(TC的熱水中交聯(lián)72小時，得到一種聚丁二酸丁二醇酯。所測得的凝膠含量為80%，力學(xué)性
能如下拉伸強度為34Mpa，斷裂伸長率380%。
實施例4.取重均分子量為15萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，過氧化叔丁基異丙苯重量份0.7份，乙烯基三乙氧基硅烷重量份 8份，辛酸二丁酯錫重量份0.2份，上述物質(zhì)經(jīng)高攪機攪拌均勻后， 在密煉機內(nèi)17(TC下熔融共混6分鐘，將共混后的樹脂在14(TC下熱 壓成型后，在50。C的熱水中交聯(lián)48小時，得到一種交聯(lián)的聚丁二酸 丁二醇酯。所測得的凝膠含量為73%，力學(xué)性能如下拉伸強度為 35Mpa，斷裂伸長率370°/0。
實施例5.取重均分子量為8萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，1,1-雙(叔丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己垸重量份0.7份，乙烯基 三乙氧基硅垸重量份8份，辛酸二丁酯錫重量份0.1份，上述物質(zhì)經(jīng) 高攪機攪拌均勻后，在密煉機內(nèi)17(TC下熔融共混6分鐘，將共混后 的樹脂在14(TC下熱壓成型后，在6(TC的熱水中交聯(lián)72小時，得到 一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯。所測得的凝膠含量為65%,力學(xué)性能 如下拉伸強度為32Mpa，斷裂伸長率320%。
實施例6.取重均分子量為15萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，(2，5-二甲基-2，5二叔丁基)過氧基己烷重量份0.7份，乙烯基三 乙氧基硅烷重量份8份，辛酸二丁酯錫重量份0.1份，上述物質(zhì)經(jīng)高 攪機攪拌均勻后，在密煉機內(nèi)17(TC下熔融共混6分鐘，將共混后的 樹脂在14(TC下熱壓成型后，在70。C的熱水中交聯(lián)72小時，得到一 種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯。所測得的凝膠含量為65%，力學(xué)性能如下拉伸強度為34Mpa，斷裂伸長率350%。
實施例7.取重均分子量為15萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，(2,5-二甲基-2，5二叔丁基)過氧基己炔重量份0.7份，乙烯基三 乙氧基硅烷重量份5份，辛酸二丁酯錫重量份0.1份，上述物質(zhì)經(jīng)高 攪機攪拌均勻后，在密煉機內(nèi)18(TC下熔融共混6分鐘，將共混后的 樹脂在14(TC下熱壓成型后，在50。C的熱水中交聯(lián)48小時，得到一 種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯。所測得的凝膠含量為45%,力學(xué)性能如 下拉伸強度為31Mpa，斷裂伸長率310%。
實施例8.取重均分子量為15萬的聚丁二酸丁二醇酯重量份100 份，2，4-二氯過氧化苯甲酰重量份0.7份，乙烯基三乙氧基硅垸重量 份5份，辛酸二丁酯錫重量份0.1份，上述物質(zhì)經(jīng)高攪機攪拌均勻后， 在密煉機內(nèi)18(TC下熔融共混6分鐘，將共混后的樹脂在14(TC下熱 壓成型后，在5(TC的熱水中交聯(lián)48小時，得到一種交聯(lián)的聚丁二酸 丁二醇酯。所測得的凝膠含量為28%，力學(xué)性能如下拉伸強度為 33Mpa，斷裂伸長率355%。
權(quán)利要求
1、一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下使用的聚丁二酸丁二醇酯重均分子量為5-20萬；所占重量份數(shù)為100份；使用的過氧化物為過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、過氧化叔丁基異丙苯、1，1-雙(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、(2，5-二甲基-2，5二叔丁基)過氧基己烷、(2，5-二甲基-2，5二叔丁基)過氧基己炔或2，4-二氯過氧化苯甲酰；所占重量份數(shù)為0.05-1份；使用的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中一種；所占重量份數(shù)為1-10份；使用的催化劑為二月桂酸二丁酯錫、乙酸亞錫或二辛酸二丁酯錫；所占重量份數(shù)為0.01-0.3份；按配比把聚丁二酸丁二醇酯樹脂、過氧化物、硅烷偶聯(lián)劑和催化劑在密煉機中混合，密煉機中的溫度在130-190℃，共混時間為3-10分鐘，將共混后的樹脂在140℃下熱壓成型后，在30-90℃的熱水中交聯(lián)4-96小時，得到一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯的制備方法。按聚丁二酸丁二醇酯樹脂100份、過氧化物0.05-1份、硅烷偶聯(lián)劑1-10份和催化劑0.01-0.3份混合在密煉機混合，密煉機中的溫度在140-200℃，共混時間為3-10分鐘，將共混后的樹脂在140℃下熱壓成型后，在30-90℃的熱水中交聯(lián)4-96小時，得到一種交聯(lián)的聚丁二酸丁二醇酯。交聯(lián)后凝膠含量最高可達到92％。力學(xué)性能范圍如下拉伸強度為30-35MPa，斷裂伸長率300-400％。通過交聯(lián)有效的拓展了聚丁二酸丁二醇酯的應(yīng)用范圍。
文檔編號C08F230/08GK101319034SQ20081005097
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者莊宇剛, 董麗松, 邊俊甲, 韓常玉 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所