生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化工合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。本發(fā)明采用簡單的一步法，以聚合物多元醇、二異氰酸酯和擴鏈劑合成了生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體。所合成的彈性體保持了優(yōu)良的機械性能、耐磨性、耐油和高強度、高模量等性能，其突出的特點是在一定時間或適當?shù)淖匀画h(huán)境條件下可實現(xiàn)生物自降解，降解產(chǎn)物為小分子化合物，無毒害、無污染，可有效避免廢棄物料對環(huán)境的污染。該方法能夠克服傳統(tǒng)脂肪族聚酯型TPU降解周期長及聚己內(nèi)酯型TPU高成本的缺點，在諸多領(lǐng)域已得到了廣泛使用。
【專利說明】生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著塑料產(chǎn)量的迅速增長，廢棄塑料的后處理及造成的環(huán)境污染越來越受到各國的關(guān)注。塑料垃圾造成的原材料浪費和環(huán)境污染已成為全球性的問題。開發(fā)降解塑料是解決塑料污染的一個有效途徑。
[0003]熱塑型聚氨酯彈性體(TPU)是一類加熱可以塑化、溶劑可以溶解的聚氨酯材料，因其同時具有橡膠的彈性和塑料的可加工性，被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。聚酯型聚氨酯彈性體不但具有優(yōu)良的機械性能，高強度、高伸長和高彈性，耐磨、耐油、耐老化性好，其最突出的優(yōu)點在于聚酯型TPU在適當?shù)淖匀画h(huán)境條件下能夠被微生物完全分解成低分子化合物，降解產(chǎn)物無毒、無污染。生物可降解TPU極大的改善了傳統(tǒng)高分子材料在使用后無法自然分解而產(chǎn)生大量廢棄物的缺陷，能從根本上解決廢棄物造成的環(huán)境污染問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，克服傳統(tǒng)脂肪族聚酯型TPU降解周期長及聚己內(nèi)酯型TPU高成本的缺點，解決廢棄TPU對環(huán)境造成的二次污染。
[0005]本發(fā)明所述的生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，步驟如下:
[0006]以重量百分比計，將聚合物多元醇50-75%加入反應(yīng)釜中，在攪拌下將溫度加熱至Ij 100-120°c，在-0.085- - 0.1MPa脫水l_3h，然后將溫度降至70_90°C，攪拌下加入擴鏈劑4-12%，混合均勻后，加入二異氰酸酯21-38%，異氰酸酯指數(shù)為0.97-1.03，上述物料攪拌均勻后，注入模具中壓制成熱塑性聚氨酯彈性體的薄片，100-120°C硫化2-4h，然后在80-100°C硫化6-10h，室溫下放置4-8天。
[0007]所述的聚合物多元醇是聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸己二醇酯二醇(PHA)或聚己內(nèi)酯二元醇(PCL)中的一種或幾種。
[0008]所述的聚合物多元醇分子量是1000-2000。
[0009]所述的二異氰酸酯是對苯基甲烷二異氰酸酯。
[0010]所述的擴鏈劑是2-10個碳原子的小分子二醇。
[0011]所述的擴鏈劑是乙二醇(EG)、1，2-丙二醇(PG)、1，4-丁二醇(BG)或一縮二乙二醇(DEG)中的一種或幾種。 [0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0013]本發(fā)明采用簡單的一步法，以聚合物多元醇、二異氰酸酯和擴鏈劑合成了生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體。所合成的彈性體保持了優(yōu)良的機械性能、耐磨性、耐油和高強度、高模量等性能，其突出的特點是在一定時間或適當?shù)淖匀画h(huán)境條件下可實現(xiàn)生物自降解，降解產(chǎn)物為小分子化合物，無毒害、無污染，可有效避免廢棄物料對環(huán)境的污染。該方法能夠克服傳統(tǒng)脂肪族聚酯型TPU降解周期長及聚己內(nèi)酯型TPU高成本的缺點，在諸多領(lǐng)域已得到了廣泛使用。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0015]實施例1
[0016]生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備:按照重量計量，聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA2000, M=2000):240g，聚己內(nèi)酯二醇(PCL2000):60g、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI):87.2g，I, 4- 丁二醇(BDO):18.2g，異氰酸酯指數(shù) r0=0.99。將 PBA2000 在 110°C脫水 2h，然后將溫度降至80°C，加入BD0，混合均勻后加入MDI混合攪拌15s，注入模具中，在100°C平板硫化機中壓制成Iiffln的TF*U薄片，保持100 C硫化4h，然后放入鼓風供箱中在80 C硫化Sh0將制得的TPU薄片埋入污泥中，深度15cm左右，環(huán)境溫度25°C。3個月后取出測試重量損失并觀察薄片外觀，以薄片失重率表示降解程度。結(jié)果見表1。
[0017]實施例2
[0018]按照實施例1的制備方法。
[0019]生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備:按照重量計量，PBA2000:240g、PCL2000:60g、 MD1:128.4g、BD0:33.2g。
[0020]TPU 土埋抗微生物性能結(jié)果見表1。
[0021]實施例3
[0022]按照實施例1的制備方法。
[0023]生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備:按照重量計量，PBA2000:240g、PCL2000:60g、MD1:189.9g、BD0:55.6g。
[0024]TPU 土埋抗微生物性能結(jié)果見表1。
[0025]對比例I
[0026]一次性難降解白色聚苯乙烯餐盒。TPU 土埋抗微生物性能結(jié)果見表1。
[0027]表1TPU 土埋抗微生物性能比較
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于步驟如下: 以重量百分比計，將聚合物多元醇50-75%加入反應(yīng)釜中，在攪拌下將溫度加熱到100-120°C，在-0.085- - 0.1MPa脫水l_3h，然后將溫度降至70_9(TC，攪拌下加入擴鏈劑4-12%，混合均勻后，加入二異氰酸酯21-38%，異氰酸酯指數(shù)為0.97-1.03，上述物料攪拌均勻后，注入模具中壓制成熱塑性聚氨酯彈性體的薄片，100-120°C硫化2-4h，然后在80-100°C硫化6-10h，室溫下放置4-8天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的聚合物多元醇是聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己內(nèi)酯二元醇中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的聚合物多元醇分子量是1000-2000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的二異氰酸酯是對苯基甲烷二異氰酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的擴鏈劑是2-10個碳原子的小分子二醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物可降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的擴鏈劑是乙二醇、1，2_丙二`醇、1，4_ 丁二醇或一縮二乙二醇中的一種或幾種。
【文檔編號】C08G18/76GK103724591SQ201310661179
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】陳淑海, 李健, 陳海良, 高振勝 申請人:山東一諾威聚氨酯股份有限公司