本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种自染色催化合成可降解聚酯材料的制备方法。
背景技术：
随着工业经济的高速发展，石油资源的过度使用和环境污染等问题已逐渐凸显。其中不可降解的石油基塑料制品(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等)的大量使用已造成严重的“白色污染”。这些塑料废弃物在覆盖我们的土地，阻碍了植物的生长，悬浮于湖泊表面，造成鱼类的缺氧死亡。在我国生活垃圾的主要处理方式是填埋，其中石油基塑料制品的降解时间约为200年，这对我们人类生存环境非常不利。针对以上问题，开发具有生物可降解、生物相容性的生物基塑料代替传统塑料显得极为迫切。聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚丁内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚碳酸亚乙酯等可降解聚酯材料的生产使用，比相应的石油基纤维可减少20-50％的化石燃料资源，并且具有良好的机械性能、热性能以及生物可降解和生物相容性。
传统的聚合物染色工艺是通过添加无机颜料或有机颜料，从而实现对材料的着色。添加这些着色剂对聚合物材料的各项性能造成影响，同时为了达到着色效果要求着色剂比较要均匀分散，这增加生产的工艺步骤，提高成本，而且往往会带来环保问题。为了简化工艺、提高效率，我们以自带颜色的席夫碱金属配合物为催化剂和染色剂，一步法合成具有相应颜色的可降解聚酯材料。
技术实现要素：
为了克服现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，该方法一步法实现聚合物的合成与着色，过程简单、成本低廉，且所制得产物的热性能、机械性能和着色效果等均优于现有的合成工艺和染色工艺，为聚交酯、聚内酯、聚碳酸酯等可降解聚酯材料的推广应用开拓了新的途径。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，该方法是以席夫碱金属配合物作为催化剂和染色剂，将酯类单体通过均聚或共聚反应一步法自染色催化合成可降解聚酯材料；所述酯类单体为交酯类单体、内酯类单体、环状碳酸酯类单体中的一种以上；所得聚酯材料的分子量为8,000～150,000，单体的转化率达100％。
所述席夫碱金属配合物的金属中心元素为锌、铁、镁、铝。席夫碱配体和金属盐在室温下搅拌反应即可得到席夫碱金属配合物，且产物的颜色只需要通过更换金属盐的种类(锌盐、铁盐、镁盐、或铝盐)即可改变。
所述交酯类单体优选为丙交酯和乙交酯中的一种或两种，所述内酯类单体优选为丁内酯和己内酯中的一种或两种，所述环状碳酸酯类单体优选为三亚甲基碳酸酯和碳酸亚乙酯的一种或两种。
若反应时投入一种单体则为均聚反应，若反应时投入多种单体则为共聚反应。
上述自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，具体包括以下步骤：将酯类单体和席夫碱金属配合物投入反应器中，先抽真空，再充入氮气保护，然后发生聚合反应，从而得到聚酯材料。
所述聚合反应的温度为80～110℃，优选85℃；反应时间为5～30小时，优选12小时。
所得聚酯材料的分子量为8,000～150,000，单体的转化率达100％。
所得聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚丁内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚碳酸亚乙酯，或者它们的共聚物，其颜色为白色、黄色、红色、褐色或黑色。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明提供了一种自染色催化合成可降解聚酯材料的制备方法，该方法一步法实现聚合物的合成与着色，且所制得产物的热性能、机械性能和着色效果等均优于现有的合成工艺和染色工艺。
2、本发明以自带颜色的席夫碱金属配合物为催化剂和染色剂，所得的可降解聚酯材料的分子量为8,000～150,000，聚合产物的颜色可为白色、黄色、红色、褐色、或黑色。
3、席夫碱配体和金属盐在室温下搅拌反应即可得到席夫碱金属配合物，且产物的颜色只需要通过更换金属盐的种类(锌盐、铁盐、镁盐、或铝盐)即可改变。
4、本发明原料成本低廉、利用率高，合成工艺简单，为可降解聚酯材料的推广应用开拓了新的途径。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合的方式进一步对本发明进行阐述，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改变和调整，均属于本发明的保护范围。
本发明方法将席夫碱金属配合物、以及一种或两种单体和投入反应釜中，先抽真空、充氮气重复三次，然后开始搅拌、加热至设定温度，开始聚合反应。聚合反应结束后，将反应釜内聚合产物取出，取样进行相关结构和性能测试，该聚合产物即为自染色的可降解聚酯材料，单体转化率均达到95％以上。
实施例1～14给出上述制备方法中，在使用不同的席夫碱金属配合物，以及投入不同单体、改变单体的投料摩尔比、反应条件等参数下，制备所得自染色的可降解聚酯材料，具体如表1和表2所示，同时对实施例1～14制备所得自染色的可降解聚酯材料结构和性能的测试，结果如表1和表2所示。
表1各实施例自染色可降解聚酯材料的反应参数及产物组分、结构测定
表2各实施例自染色可降解聚酯材料的反应参数及产物组分、结构测定
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。