可生物降解聚酯树脂、其制备方法以及包含其的可生物降解聚酯膜与流程

实施方案涉及可生物降解聚酯树脂、其制备方法以及包含其的可生物降解聚酯膜。

背景技术：

1、近年来，随着对环境问题的关注增加，需要一种用于处理各种家用产品，特别是一次性产品的解决方案。具体地，尽管廉价且具有优异加工性的聚合物材料广泛用于制造各种产品(诸如膜、纤维、包装材料、瓶和容器)，但是当这些产品的寿命结束时，焚烧这些产品会排放有害物质，并且取决于它们的类型需要数百年才能完全自然分解。

2、为了克服这些聚合物的局限性，正在积极开展对可在更快时间内分解的可生物降解聚合物的研究。尽管聚乳酸(pla)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚对苯二甲酸丁二酸丁二醇酯(pbst)、聚己二酸丁二酸丁二醇酯(pbsa)等被用作可生物降解的聚合物，但当与聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等不可降解树脂相比，它们的结晶度和热稳定性较低。因此，需要研究具有优异的结晶度和热稳定性的可生物降解聚合物，同时不会降低可生物降解性和机械性能，从而提高尺寸稳定性和可塑性。

3、例如，韩国公开专利公布第2007-0007281号公开了一种通过向可生物降解树脂中添加晶型成核剂来提高结晶度的可生物降解树脂组合物。然而，使用晶型成核剂提高结晶度是有限制的。由于必须在低温下长时间进行以稳定晶核，因此这一过程及其条件复杂。

4、【现有技术文献】

5、【专利文献】

6、(专利文献1)韩国公开专利公布第2007-0007281号。

技术实现思路

1、技术问题

2、因此，实施方案旨在提供一种具有优异结晶度和热稳定性从而提高所有机械性能、尺寸稳定性和可塑性的可生物降解聚酯树脂、其制备方法以及包含其的可生物降解聚酯膜。

3、问题的解决方案

4、根据一个实施方案的可生物降解聚酯树脂包含二醇残基、芳香族二羧酸残基和脂肪族二羧酸残基，并且具有在x射线衍射光谱(xrd)中位于衍射角(2θ)17.3±0.3°、20.4±0.3°、23.3±0.3°和25.0±0.3°处的峰，以及具有根据以下等式1的至的晶体尺寸。

5、【等式1】

6、

7、在等式1中，λ是x射线衍射光谱(xrd)中的波长(nm)，β是衍射角(2θ)的半峰全宽(fwhm)，θ是衍射角(2θ)的半值，并且x射线衍射光谱(xrd)是在10°至35°的衍射角(2θ)下以5°/分钟的扫描速率测量的。

8、根据另一个实施方案的用于制备可生物降解聚酯树脂的方法，包括将二醇和芳香族二羧酸混合并预处理该混合物以获得浆料；将浆料进行第一次酯化反应，加入脂肪族二羧酸，或二醇和脂肪族二羧酸，进行第二次酯化反应，得到预聚物；将预聚物进行缩聚反应得到聚合物，其中可生物降解聚酯树脂包含二醇残基、芳香族二羧酸残基和脂肪族二羧酸残基，可生物降解聚酯树脂具有在x射线衍射光谱(xrd)中位于衍射角(2θ)17.3±0.3°、20.4±0.3°、23.3±0.3°和25.0±0.3°处的峰，以及具有根据以下等式1的至的晶体尺寸。

9、根据另一个实施方案的可生物降解聚酯膜，包括可生物降解聚酯树脂，其中可生物降解聚酯树脂包括二醇残基、芳香族二羧酸残基和脂肪族二羧酸残基，并且具有在x射线衍射光谱(xrd)中位于衍射角(2θ)17.3±0.3°、20.4±0.3°、23.3±0.3°和25.0±0.3°处的峰，以及可生物降解聚酯树脂具有根据以上等式1的至的晶体尺寸。

10、发明的有益效果

11、根据一个实施方案的可生物降解聚酯树脂具有在x射线衍射光谱(xrd)中位于衍射角(2θ)17.3±0.3°、20.4±0.3°、23.3±0.3°和25.0±0.3°处的峰，同时该可生物降解聚酯树脂满足根据等式1的特定范围内的晶体尺寸，由此其具有优异的结晶度和热稳定性，并且在机械性能、尺寸稳定性和可塑性方面得到了增强。

12、因此，可生物降解聚酯树脂可应用于对耐热性、机械性能、尺寸稳定性和可塑性有需求的各种领域，例如一次性袋和食品容器等包装材料，以及汽车内饰件，从而表现出优异的特性。

技术特征：

1.一种可生物降解聚酯树脂，其特征在于，其包括二醇残基、芳香族二羧酸残基和脂肪族二羧酸残基，并且具有在x射线衍射光谱(xrd)中位于衍射角(2θ)17.3±0.3°、20.4±0.3°、23.3±0.3°和25.0±0.3°处的峰，以及具有根据以下等式1的至的晶体尺寸：

2.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，每个衍射角(2θ)的半峰全宽(fwhm)小于1.0°/2θ。

3.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，当通过差示扫描量热法(dsc)测量时，所述可生物降解聚酯树脂具有35℃至65℃的结晶温度(tc)和19.1j/g或更高的晶体熔化热(hmc1)。

4.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，所述芳香族二羧酸包括对苯二甲酸，所述对苯二甲酸通过粒度分析仪microtrac s3500测量的粒径分布(psd)的平均粒径(d50)为10μm至400μm，以及测量的平均粒径(d50)的标准偏差为100或更小。

5.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，所述可生物降解聚酯树脂包括纤维素类添加剂。

6.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，所述可生物降解聚酯树脂包括选自由二氧化钛(tio2)、二氧化硅(sio2)、碳酸钙(caco3)、滑石、氧化铝(al2o3)、氧化钙(cao)和氧化钾(k2o)组成的组中的至少一种无机填料，和

7.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，所述可生物降解树脂还包括选自由聚乳酸(pla)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚对苯二甲酸丁二酸丁二醇酯(pbst)、聚己二酸丁二酸丁二醇酯(pbsa)、聚己二酸丁二醇酯(pba)和聚己内酯(pcl)组成的组中的至少一种树脂。

8.根据权利要求1所述的可生物降解聚酯树脂，其特征在于，所述二醇残基包括第一二醇残基和第二二醇残基，每个残基包括1,4-丁二醇、1,2-乙二醇、1,3-丙二醇或其衍生物的残基，

9.一种可生物降解聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的可生物降解聚酯树脂的制备方法，其特征在于，其进一步包括在所述缩聚反应之前加入以基于进行缩聚反应的反应物的总重量计10000ppm或更少的量的无机填料浆料。

11.根据权利要求9所述的可生物降解聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述预处理通过在25℃至100℃和50rpm至500rpm下搅拌所述二醇和所述芳香族二羧酸的混合物10分钟或更长时间来进行。

12.一种可生物降解聚酯膜，其特征在于，其包括可生物降解聚酯树脂，其中所述可生物降解聚酯树脂包括二醇残基、芳香族二羧酸残基和脂肪族二羧酸残基，

13.根据权利要求12所述的可生物降解聚酯膜，其特征在于，所述可生物降解聚酯膜具有30mpa或更高的抗拉强度，

14.根据权利要求12所述的可生物降解聚酯膜，其特征在于，其满足以下等式2：

技术总结
实施方案涉及可生物降解聚酯树脂、其制备方法以及包含其的可生物降解聚酯膜。该可生物降解聚酯树脂具有在X射线衍射光谱(XRD)中位于衍射角(2θ)处的峰，同时满足特定范围内的晶体尺寸，因而具有优异的结晶度和热稳定性，并且在机械性能、尺寸稳定性和可塑性方面得到了增强。因此，根据实施方案的可生物降解聚酯树脂可应用于对耐热性、机械性能、尺寸稳定性和可塑性有需求的各种领域，例如一次性袋和食品容器等包装材料，以及汽车内饰件，从而表现出优异的特性。

技术研发人员：金儆研,柳智娟,金晟童,金熏
受保护的技术使用者：宜科万斯有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16