专利名称：一种生物基可降解口香糖胶基弹性体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可降解口香糖胶基弹性体的制备，尤其涉及利用可再生的生物质单体直接缩聚而成的聚酯类环保型可生物降解口香糖胶基弹性体，属于高分子技术领域。
背景技术：
口香糖的组成主要包括胶基、糖粉及糖浆。其中，糖粉和糖浆都是溶于水的，在咀嚼时会随着唾液慢慢溶化吸收，因此经过人们咀嚼后残留的物质主要是胶基。组成胶基的大分子物质主要是弹性体和聚合型树脂。这两类物质在其它添加剂的配伍下，赋与胶基以适当的粘弹性和可塑性，并进一步赋与口香糖以适当的咀嚼性、成膜性和持香持味性。质量好的胶基，往往使口香糖咀嚼的时间较长，咀嚼度和弹性都不错；传统的口香糖通常以难于生物降解的弹性体(合成橡胶)和聚合物作为胶基。一般而言，弹性体是一类具有弹性和膨胀性的疏水物质，经咀嚼变形后能恢复原状。并能长时间提供咀嚼能力。 适用于胶基的弹性体通常有天然树胶(或弹胶体)包括天然橡胶、糖胶树胶、巴拉塔树胶、 杜仲树胶、节路顿胶、Scrva树胶等，合成橡胶主要包括聚异丁烯、苯乙烯-丁二烯共聚物 (SBR)、异丁烯-异戊二烯共聚物(IIR)等。这些胶基通常具有较强的黏性，容易粘附在多种干燥的表面，并且几年内都不能降解，于是就成为各种疾病传染的载体，同时也给人类造成环境污染的危害。由于传统的口香糖胶基通常具有以上缺点，因此在一定程度上限制了口香糖的发展。环境保护已成为国际社会广泛关注的重大课题，在材料科学领域里，基于环境方面的考虑，通常希望所使用的材料可再生、可降解回收。在此大背景下，采用可生物降解弹性体和树脂作为胶基制备口香糖，同时赋予口香糖特别的功能，如防蛀、除臭、抗疲劳、清咽、营养保健等，是口香糖重要的发展趋势。口香糖的生物降解实质上是指其胶基的生物降解，由于某些因素诱导，如受温度、 光、水、酶、微生物等作用，口香糖胶基发生降解，最终生成水、二氧化碳等对人类无毒、无害的物质。关于可生物降解胶基型口香糖的研究报道，目前主要包括以下三种类型。(1)采用可食用、可生物降解的天然物质作为胶基制备可吸收、完全生物降解型口香糖。该口香糖胶基成份主要源于粮食，可为人体吸收，不存在不可生物降解的残基。专利 CN 1517029A介绍了一种可食用口香糖，其原料是粮食蛋白和食用胶质(活性面筋粉、湿面筋，磨芋粉等)，不仅食用可消化，而且残余胶基见光遇水后又可降解。徐正东等人研制了一种超薄速溶口香糖膜片，该膜片为一种超薄、速溶、不含胶姆基的新型口香糖，外观透明有韧性，在口腔内可即刻溶解，达到清爽口腔、快速祛除异味的功效，与传统口香糖相比，因不留残渣而更具环保优势。另外专利CN 1463611A介绍一种可生物降解口香糖，是以玉米加工下脚料玉米黄粉为原料，并加入所提取的醇溶蛋白，以作为口香糖的胶基成分。专利CN 1739798(A)则介绍了一种具有养颜美容瘦身减肥功能、且可生物降解胶基型口香糖，该口香糖胶基也采用玉米粉为主要原料，而其中具有养颜美容的成分为丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸以及山梨糖醇，具有瘦身减肥的成分为山楂脂肪酶、Y-亚麻酸、木糖醇及羹藤酸。该类口香糖的咀嚼性能(如粘弹性、韧性等)和传统的口香糖相比较差。(2)采用合成的可生物降解聚合物作为胶基，制备可生物降解胶基型口香糖。专利CN 1622758A介绍了一种可生物降解聚酯弹性体作为胶基制备的口香糖，该弹性体通过两种或多种不同环酯单体间的开环聚合制备，其玻璃化转变温度为-20°C -80°C。专利US 2006240143 (Al)则介绍了一种口香糖，该口香糖胶基中至少包含一种通过环酯单体(如丙交脂、乙交酯、环丙烷碳酸酯、己内酯等)开环聚合制备的可生物降解聚酯。专利CN 1547436A介绍，采用由环酯开环聚合制备的可生物降解共聚物完全代替口香糖胶基中的聚乙烯醋酸酯，可以解决聚乙烯醋酸酯难于生物降解的缺点；由于该共聚物的玻璃化转变温度为20°C 38°C，因此不会降低口香糖胶基的流变学性质。专利CN 1736237A 介绍了一种口香糖，其胶基是以乳酸为原料、通过熔融缩聚合成的聚合物，该聚合物的玻璃化转变温度低，降解速度快。专利CN 17^949A介绍了一种至少由两种不同的可生物降解聚合物组分构成胶基的口香糖，其中主组分的分子质量为lOOOO-lOOOOOOg/mol，优选 30000-250000g/mol，其玻璃化转变温度低于0°C ；次组分为可生物降解型增塑剂，其分子质量为500-19000g/mol，优选1500-9000g/mol，其玻璃化转变温度高于0°C。可见，该类口香糖的可生物降解性主要是由丙交酯、乙交酯等环酯单体合成的聚合物来实现的，由于这些聚合物的结构和性能可通过合成条件的控制进行调节，因此，其最大的优点是易于实现口香糖各种性能的调控；只是，这类聚合物的弹性和韧性需要适当加强，其种类也有待进一步扩大。(3)将口香糖胶基组分内的填料替换为光活性物质，制备可光催化降解胶基型口香糖。专利US 7479293 (B2)和专利CN 1820622A都介绍了一种可光催化降解胶基型口香糖，其共同特征在于使用锐钛矿改性形式的二氧化钛及纳米锐钛矿作为光活性填料全部或部分代替传统填料(如CaCO3)，在紫外光照射下，通过光催化作用诱发有机分子的分解，并由此促进胶基中弹性体和树脂的降解。关于该类口香糖的报道相对较少，可能和光活性物质的选择范围相对较窄有关系。可降解生物弹性体是一类有前途的可降解生物材料，具有优良的生物相容性和环境友好性，而聚酯生物弹性体则是其重要的一员。聚酯生物弹性体由于其主链结构为酯键相连，因此，显示良好的可生物降解性能，同时具有突出的弹性、柔韧性、适合的强度、结构可设计性以及性能可调节性等优点。聚酯生物弹性体种类多，主要包括聚(癸二酸-甘油) 酯(PGQ弹性体、丙烯酸化PGS弹性体、聚(柠檬酸-1，8-辛二醇)酯(POC)弹性体、基于 D，L-乳酸和ε-己内酯的共聚物、聚(酯-碳酸酯)弹性体、聚(柠檬酸-辛二醇-癸二酸)酯弹性体、聚(癸二酸-甘油-柠檬酸)酯(PGSC)弹性体以及聚(癸二酸-1，2-丙二醇-柠檬酸)酯(PPSC)弹性体。可以发现，在口香糖领域，如果设计、制备并选择可降解生物弹性体，特别是聚酯生物弹性体作为口香糖的胶基组分，在不久的将来，必将展示出巨大的潜在应用价值和发展前景。开发生物基聚合物符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。因为目前，一方面，绝大多数合成高分子材料都强烈依赖于石化资源，而这些石化资源不可再生，正逐步走向衰竭；另一方面，如何减轻“白色污染”早已是一个被全世界所极为关注的问题。基于这两方面的考虑，可以设想，首先，以淀粉、糖类等农作物或其下脚料为最初始的原料，通过生物发酵的方法，制备出生物基单体然后，以这些生物基单体为原料，部分或者全部代替依赖石化资源的化工原料，通过生物发酵法或者化学合成法，进一步制备出可降解的高分子材料；最后，使这些所制备的生物基可降解高分子材料广泛应用于实际生活中，从而同时达到缓解能源危机并实现社会可持续发展、减轻或者完全消除“白色污染”的目的。不难发现，这一设想，必将成为生物化工、材料科学等交叉领域科学家们所公认的一个最为有潜力的发展方向和伟大的梦想。生物基可降解高分子材料主要可以分为生物基可降解塑料、生物基可降解纤维和生物基可降解弹性体材料三大类。生物基可降解弹性体材料，其优良的柔韧性和高弹性是其它材料不可比拟的，因此具有自己独特的发展机遇。结合口香糖的发展趋势，本发明尝试用无毒的生物质单体为原料，通过熔融缩聚的方法在无催化剂无热稳定剂情况下，合成聚酯型生物基可降解弹性体，替代传统的口香糖胶基弹性体，由于其占整个口香糖基质质量分数的20% _50%，且聚酯型弹性体本身的可生物降解性，将显著提高口香糖基质的降解性能，从而有效地开发环保型口香糖胶基。
发明内容
本发明的目的是提供一种非石油路线的聚酯型生物基可降解口香糖胶基弹性体及其制备方法。一种生物基可降解口香糖胶基弹性体，其特征在于，采用无毒的且来源于可再生的生物资源脂肪族二元醇、脂肪族饱和二元酸及三官能度的醇缩聚而成，所述生物基弹性体以线性为主、并引入三官能度单体进行支化与扩链的聚酯弹性体。合成的生物基聚酯弹性体具有较低的玻璃化转变，且属于凝胶、溶胶体系，溶胶含量至少大于65%，溶胶部分分子量分布较宽，其中低分子量的溶胶有利于改善胶基的加工性能，起增塑剂的作用，且制得的聚酯降解速率快，可作为可降解型口香糖胶基弹性体。上述一种生物基可降解口香糖胶基弹性体的制备方法，是将纯度大于99%的脂肪族二元醇、脂肪族饱和二元酸和三官能度的醇，通过直接熔融缩聚的方法，即在氮气气流下，将单体脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和三官能度的醇加入反应器，首先在160-180°C的温度下，进行预缩聚2-4小时，大量的水分在此阶段生成，形成端羟基的聚酯低聚物，然后在将温度升至190-220°C，并在0. 5-2小时内将真空度逐步调为100-2000Pa，在此高温高真空的条件下脱除二元醇，反应直至出现高聚物“爬杆”、搅不动(约2-10小时)为止，从而得到聚酯弹性体。所选的脂肪族二元醇为1，3_丙二醇、1，2_丙二醇、1，10_癸二醇，其中优选1， 3-丙二醇；所选的脂肪族二元酸为癸二酸、丁二酸或两种酸的混合物，其中优选丁二酸或两种酸的混合物；三官能度的醇为丙三醇。醇与酸的总摩尔比为1 1.3 1，其中脂肪族二元酸癸二酸用量占全部二元酸摩尔量的0-80 % ；丙三醇用量占全部醇的摩尔量不大于30 %，优选2 % -20 %，更优选 5% -10%。本发明聚酯型生物基可降解口香糖胶基弹性体的制备方法采用氮气保护，一方面是为了防止副反应热氧化降解的发生，另一方面是为了移除缩聚反应中生成的小分子水， 使平衡反应正向移动。基于生物基1，3_丙二醇(PDO)的聚合物开始成为科研领域热点，本发明中首选的二元醇为1，3_丙二醇，其无毒，且成本随生物法的普及大大降低，若只用1，3_丙二醇与癸二酸或丁二酸直接反应，由于二元体系因其产物本身结构的规整性，合成的聚(癸二酸-1， 3-丙二醇)酯，较容易结晶，很难作为弹性体材料。本发明人经研究发现在不选用其它的醇(主要是在脂肪族二元醇中，既要保证其单体本身无毒，且还是用生物法可以广泛得到的二元醇，实在不多)，以整个实验过程不得加入有毒害物质为前提条件，即在不加催化剂的作用下，合成的聚(癸二酸-丁二酸-1，3-丙二醇)酯，很难作为所需要的胶基弹性体， 虽然有所为弹性体材料的低的玻璃化转变温度，但是得到产物若反应时间太短则分子量上不去，为液态；但若反应时间太长产物则发黄发黑热氧化比较严重，反应十几二十几个小时后仍为粘稠液体，不见聚合物爬杆，很明显这种研究方案不可行。高聚物的“爬杆”，是高聚物具有粘弹性的表现之一，主要原因是粘度的增加，分子量升高，与法向应力有关。另外，本发明人考虑到，作为口香糖胶基，其弹性体材料应该有良好的粘弹性，强度当然不可太大，否则不易咀嚼。甘油又名丙三醇，是一种无色、无臭、味甘的粘稠液体，为一种较为熟悉的生物基化学品。在食品加工业中，甘油通常被用作甜味剂和保湿剂，大多出现在运动食品和代乳品中。因为丙三醇有三个官能团，与脂肪族二元酸缩聚反应，加入量过大会导致生成的聚酯严重交联，所以本发明中，丙三醇的加入量控制在总的醇摩尔分数的 20%以内。通过调节癸二酸和丁二酸的摩尔比、调整反应体系后期压强，可以有效地控制反应时间和反应产物的物理机械性能。本发明提供的生物基可降解口香糖胶基弹性体，与现有技术相比具有以下特点(1)本发明所用原料不依赖于化石资源，可以通过可再生的生物资源来制备，且单体全无毒；(2)本发明在整个缩聚反应中，不需加入任何有毒的抗氧化剂及催化剂等，安全无毒，符合食品类物质生产的总原则；(3)本发明制备的胶基，生物基弹性体结构特征为线性为主引入少量三官能度单体进行支化与扩链，避免大量凝胶，既能保持线性聚酯良好的物理机械加工性能，又不需通过后期交联来防止分子链的滑移，其本身具有良好的粘弹性。具备作为口香糖胶基所必需的柔软弹性和耐咀嚼性能，由于其玻璃化转变低(_50°C左右)，降解速率较快，从根本上可以显著提供口香糖基质的可降解性；(4)本发明实验条件温和，操作简单不繁琐，反应时间合适且易于控制，成本不高， 有利于工业化生产。另外，符合可持续发展的战略思想，将会大大提升口香糖的销售和使用价值。
具体实施例方式实施例1 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、丙三醇、癸二酸和丁二酸。②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)丙三醇、 25. 28 克(0. 125mol)癸二酸和 14. 76 克(0. 125mol) 丁二酸。③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀。
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④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成。⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至250Pa，然后在250 条件下反应约2. 25小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为65 %，溶胶部分数均分子量为观73，重均分子量为43404，得玻璃化转变温度约为-47°C的口香糖胶基弹性体。实施例2:①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、丙三醇、癸二酸和丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)丙三醇、 30. 34 克(0. 15mol)癸二酸和 11. 81 克(0. IOmol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至250Pa，然后在250 条件下反应约2. 5小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为74%，溶胶部分数均分子量为 3406，重均分子量为68989，得玻璃化转变温度为_48°C的口香糖胶基弹性体。实施例3 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、丙三醇、癸二酸和丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)丙三醇、 35. 39 克(0. 175mol)癸二酸和 8. 86 克(0. 075mol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至250Pa，然后在250 条件下反应约2. 75小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为66 %，溶胶部分数均分子量为3502，重均分子量为59251，得玻璃化转变温度为_48°C的口香糖胶基弹性体。实施例4 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、丙三醇、癸二酸和丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)丙三醇、 40. 45 克(0. 20mol)癸二酸和 5. 91 克(0. 05mol) 丁二酸；
③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至250Pa，然后在250 条件下反应约3. 5小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为70 %，溶胶部分数均分子量为 3373，重均分子量为75923，得玻璃化转变温度约为_50°C的口香糖胶基弹性体。实施例5 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、丙三醇、癸二酸和丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)丙三醇、 40. 45 克(0. 20mol)癸二酸和 5. 91 克(0. 05mol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至lOOOPa，然后在1000 条件下反应约9. 5小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为81 %，溶胶部分数均分子量为3701，重均分子量为55202，得玻璃化转变温度约为_51°C的口香糖胶基弹性体。实施例6 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、甘油、癸二酸和丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)甘油、 35. 39 克(0. 175mol)癸二酸和 8. 86 克(0. 075mol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至lOOOPa，然后在1000 条件下反应约7. 25小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为72 %，溶胶部分数均分子量为M39，重均分子量为113030，得玻璃化转变温度约为-50°C的口香糖胶基弹性体。实施例7:①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、甘油、癸二酸和丁二酸；
②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 22克(0. 2mol) 1，3-丙二醇、4. 61克(0. 05mol)甘油、 30. 34 克(0. 15mol)癸二酸和 11. 81 克(0. IOmol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至170°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到200°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至lOOOPa，然后在1000 条件下反应约7小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为76%，得玻璃化转变温度约为-49 °C的口香糖胶基弹性体。实施例8 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、甘油、癸二酸和丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入15. 52克(0. 204mol) 1，3-丙二醇、3. 32克(0. 036mol)甘油、 38. 83 克(0. 192mol)癸二酸和 5. 67 克(0. 048mol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至175°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到205°C，历时1小时将反应器压力逐步减压至250Pa，然后在250 条件下反应约3小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯。测得聚酯弹性体的溶胶含量为86%，得玻璃化转变温度约为-48 °C的口香糖胶基弹性体。实施例9 ①准备好纯度为99%以上的生物质单体，1，3-丙二醇、甘油、丁二酸；②向装有机械搅拌、氮气出入口、温度计、加热装置和冷凝管的反应装置中，向 IOOml的三颈圆底烧瓶里加入27. 40克(0. 36mol) 1，3-丙二醇、3. 68克(0. 04mol)甘油、 37. 79 克(0. 32mol) 丁二酸；③将反应装置搭好后，先抽真空排出装置里的空气，另外检查缩聚反应密闭装置的真空度，反复抽几次真空，直至真空度达300Pa以上，关上空气阀，停止抽真空，同时缓慢通入氮气，待真空表读数回零，里外大气压相等时，再打开空气阀；④在氮气气氛中，机械搅拌的条件下，将反应温度升至180°C，待单体完全熔融后， 预缩聚反应开始计时，大量的水分在此阶段生成；⑤酯化反应3小时，得到聚酯预聚物，然后将温度升高到220°C，在半小时内将反应器压力逐步减压至lOOPa，然后在100 条件下反应约2小时出现高聚物“爬杆”，搅拌浆搅不动时停止反应，得到聚酯型口香糖胶基弹性体，测得其玻璃化转变温度约为_32°C。
权利要求
1.一种生物基可降解口香糖胶基弹性体，其特征在于，采用无毒可再生的生物资源脂肪族二元醇、脂肪族饱和二元酸及三官能度的醇缩聚而成，所述生物基可降解口香糖胶剂弹性体以线性为主、并引入三官能度单体进行支化与扩链的聚酯弹性体；所述的脂肪族二元醇为1，3-丙二醇、1，2_丙二醇、1，10-癸二醇，脂肪族二元酸为癸二酸、丁二酸或两种酸的混合物，三官能度的醇为丙三醇。
2.按照权利要求1所述的一种生物基可降解口香糖胶基弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将纯度大于99%的脂肪族二元醇、脂肪族饱和二元酸和三官能度的醇， 通过直接熔融缩聚的方法，即在氮气气流下，将单体脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和三官能度的醇加入反应器，首先在160-180°C的温度下，进行预缩聚2-4小时，大量的水分在此阶段生成，形成端羟基的聚酯低聚物，然后在将温度升至190-220°C，并在0. 5-2小时内将真空度逐步调为100-2000 ，在此高温高真空的条件下脱除二元醇，反应直至出现高聚物“爬杆”、搅不动为止，从而得到聚酯弹性体；所述的脂肪族二元醇为1，3-丙二醇、1，2-丙二醇或1，10-癸二醇；脂肪族二元酸为癸二酸、丁二酸或两种酸的混合物；三官能度的醇为丙三醇。
3.按照权利要求2的制备方法，其特征在于，醇与酸的总摩尔比为1 1.3 1，其中脂肪族二元酸癸二酸用量占全部二元酸摩尔量的0-80% ；丙三醇用量占全部醇的摩尔量不大于30%。
4.按照权利要求3的制备方法，其特征在于，丙三醇用量占全部醇的摩尔量优选 2% -20%。
5.按照权利要求4的制备方法，其特征在于，丙三醇用量占全部醇的摩尔量优选 5% -10%。
全文摘要
本发明公开了一种生物基可降解口香糖胶基弹性体及其制备方法，属于高分子技术领域。所述弹性体是将纯度大于99％以上的脂肪族二元醇、脂肪族饱和二元酸和少量三官能度的甘油，通过直接熔融缩聚的方法，即在氮气气氛下，首先在160-180℃的温度下，进行预缩聚2-4小时，大量的水分在此阶段生成，然后在190-220℃下，0.5-2小时内将真空度逐步调为100-2000Pa反应直至聚合物爬杆搅不动为止；本发明产品具有较低的玻璃化转变温度，属于凝胶、溶胶体系，溶胶含量大于65％，可作为环保型口香糖胶基弹性体，为生产可生物降解型口香糖奠定坚实的基础；本发明工艺简单，操作方便，无催化剂，安全无毒，产率高。
文档编号A23G4/08GK102408549SQ20101028946
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者刘全勇, 康海澜, 张立群, 王润国, 翁靖一 申请人:北京化工大学