本发明涉及一种可生物降解芳香族聚酯弹性体及其制备方法，包括以下组分和重量份含量：芳香族二甲酸二甲酯100，C4～C8碳二酸40～76，α，ω-脂肪族二醇10～120，聚醚二醇10～150，成核剂2.3～10.8，催化剂0.2～1.5，加工助剂1～2.5。与现有技术相比，本发明具有成本低、方法简单等优点。
1.一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，制备该聚酯弹性体的原料由以下组分组成，按重量份计为：所述的C4～C8碳二酸为直链二酸。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，所述的芳香族二甲酸二甲酯包括1,2-苯二甲酸二甲酯、1,3-苯二甲酸二甲酯、1,4-苯二甲酸二甲酯或2,6-萘二甲酸二甲酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，所述的α,ω-脂肪族二醇为C2-C5二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，所述的聚醚二醇为不同分子量的聚乙二醇或聚丙二醇中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，所述的聚醚二醇的分子量区间为800～10000g/mol。
6.根据权利要求1所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，所述的成核剂选自纳米蒙脱土、纳米高岭土或Surlyn系列成核剂中的一种或几种，所述的催化剂包括醋酸锌，醋酸锰，醋酸镁，醋酸钙，醋酸钴，钛酸四丁酯或Sb2O3中的一种或几种，所述的加工助剂包括抗氧剂、防老化剂、光稳定剂、热稳定剂、脱模剂、颜料、润滑剂或消光剂中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，所述的Surlyn系列成核剂包括成核剂PC2000，成核剂PC100，成核剂8150，成核剂8920，成核剂
8940，成核剂8945，成核剂9950或成核剂9910中的一种或几种。
8.一种如权利要求1所述的可生物降解芳香族聚酯弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将芳香族二甲酸二甲酯100重量份，α,ω-脂肪族二醇10～120重量份和聚醚二醇10～150重量份与催化剂，在常压、160～200℃下进行酯交换反应；
（2）酯交换反应1.5-3.5h后，加入C4～C8碳二酸40～76重量份，继续反应1～2小时；
（3）加入成核剂2.3～10.8重量份、加工助剂1～2.5重量份和剩余催化剂，升温至
200～230℃，气压降至0.01～0.05MPa，反应0.5～2小时，继续升温到230～270℃，气压降至20～70Pa，维持3～6小时；
（4）通入氮气将压力升至3～6MPa，出料、拉条、冷却、切粒、烘干得到复合材料；
（5）将步骤（4）得到的复合材料置于固相缩聚反应装置，于190～220℃发生固相缩聚反应12～48小时，得到最终产品。
9.根据权利要求8所述的一种可生物降解芳香族聚酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的催化剂的加入量为反应物总质量的0.05～0.8%，该催化剂与步骤（3）中所述的剩余催化剂用量之和为0.2～1.5重量份。
一种可生物降解芳香族聚酯弹性体及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于高分子材料合成技术领域，涉及一种可生物降解芳香族聚酯弹性体及其制备方法。
背景技术
[0002] 热塑性弹性体(TPE)兼具热塑性塑料的重复加工性和橡胶的高弹性等物理机械性能，同时又具有优异的回收再生性，作为一种全新的高分子材料市场迅速发展。TPE与传统的橡胶相比无需硫化和混炼，可直接通过注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，边角；料和废料破碎后可二次使用。一般而言，热塑性弹性体具有优异的物理、化学性能且易于加工，同时，该产品还具有无毒、无污染并可回收二次加工的环保优势。更重要的是，热塑性弹性体还是引领新产品设计和市场导向的优质材料。其柔软的质感和可调整的物性、硬度以及适宜多种加工工艺且具有环保性等优势，为产品设计师提供了巨大的发挥空间，这无疑对创新产品，提升产品价值，引领市场潮流提供了巨大的帮助。
[0003] 芳香族聚酯及其共聚物是组织工程、药物控制释放研究和使用最广泛的一类生物降解高分子。但是，由于其本身的结构及降解时产生的局部酸性，使其不能获得人们满足的生物相容性。因此，在聚酯分子链中引入其它分子，如聚环氧乙烷(PEO)，能明显改善材料的生物相容性。脂肪族聚酯(如聚丁二酸丁二酯)具有良好的生物相容性，它们能在细菌或酶的作用下，最终转化为二氧化碳和水。早在上世纪90年代，就有相关产品问世，但是由于其分子结构的关系其脆性太大，其均聚物很难达到使用要求，一般采用共聚或者共混的方法来进行改性。
发明内容
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、方法简单的可生物降解芳香族聚酯弹性体及其制备方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可生物降解芳香族聚酯弹性体，其特征在于，包括以下组分和重量份含量：
[0006] 芳香族二甲酸二甲酯 100，
[0007] C4～C8碳二酸 40～76，
[0008] α，ω-脂肪族二醇 10～120，
[0009] 聚醚二醇 10～150，
[0010] 成核剂 2.3～10.8，
[0011] 催化剂 0.2～1.5，
[0012] 加工助剂 1～2.5。
[0013] 所述的芳香族二甲酸二甲酯包括1，2-苯二甲酸二甲酯、1，3-苯二甲酸二甲酯、1，4-苯二甲酸二甲酯或2，6-萘二甲酸二甲酯中的一种或几种。
[0014] 所述的C4～C8碳二酸为直链或者短直链二酸。
[0015] 所述的α，ω-脂肪族二醇为C2-C5二醇中的一种或几种。
[0016] 所述的聚醚二醇为不同分子量的聚乙二醇或聚丙二醇中的一种或几种。
[0017] 所述的聚醚二醇的分子量区间为800～10000g/mol。
[0018] 所述的成核剂选自纳米蒙脱土、纳米高岭土或Surlyn系列成核剂中的一种或几种，所述的催化剂包括醋酸锌，醋酸锰，醋酸镁，醋酸钙，醋酸钴，钛酸四丁酯或Sb2O3中的一种或几种，所述的加工助剂包括抗氧剂、防老化剂、光稳定剂、热稳定剂、脱模剂、颜料、润滑剂或消光剂中的一种或几种。
[0019] 所述的Surlyn系列成核剂包括成核剂PC2000，成核剂PC100，成核剂8150，成核剂8920，成核剂8940，成核剂8945，成核剂9950或成核剂9910中的一种或几种。
[0020] 一种可生物降解芳香族聚酯弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0021] (1)将芳香族二甲酸二甲酯100重量份，α，ω-脂肪族二醇10～120重量份和聚醚二醇10～150重量份与催化剂，在常压、160～200℃下进行酯交换反应；
[0022] (2)酯交换反应1.5-3.5h后，加入C4～C8碳二酸40～76重量份，继续反应1～2小时；
[0023] (3)加入成核剂2.3～10.8重量份、加工助剂1～2.5重量份和剩余催化剂，缓慢升温至200～230℃，气压降至0.01～0.05MPa，反应0.5～2小时，继续升温到230～270℃，气压缓慢降至20～70Pa，维持3～6小时；
[0024] (4)通入氮气将压力升至3～6MPa，出料、拉条、冷却、切粒、烘干得到复合材料；
[0025] (5)将步骤(4)得到的复合材料置于固相缩聚反应装置，于190～220℃发生固相缩聚反应12～48小时，得到最终产品。
[0026] 步骤(1)所述的催化剂的加入量为反应物总质量的0.05～0.8％，该催化剂与步骤(3)中所述的剩余催化剂用量之和为0.2～1.5重量份。
[0027] 与现有技术相比，本发明主要由芳香族二甲酸二甲酯、α，ω-二醇、聚醚二醇、C4～C8碳二酸和成核剂组成，成核剂为Surlyn系列，如8150，8920，8940，8945，9950，PC2000，PC100，9910，纳米蒙脱土，纳米高岭土等。由于在芳香族聚酯弹性体分子链中引入了脂肪族聚酯和醚键，既改善了芳香族聚酯弹性体的生物相容性，又提高了脂肪族聚酯的力学性能，所以本发明具有良好的生物相容性和可降解性。通过改变原料配比，可以方便制备不同物理性能(如不同硬度、强度和亲水性)的产品，以满足不同的需求。相对脂肪族聚酯弹性体，本产品具有较高的强度和韧性；相对芳香族聚酯，本产品具有良好的生物相容性，所以本发明具有较广阔的市场发展前景。
具体实施方式
[0028] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0029] 实施例1
[0030] 100g对苯二甲酸二甲酯，100g 乙二醇，150g聚乙二醇和催化剂醋酸镁，钛酸四丁酯(各0.03g)加入到聚合釜中。(注：此聚合釜安装有搅拌装置，氮气输入装置和分馏装置)。温度升到180度，酯交换反应2h后，加入丁二酸50g。随后向体系中加入成核剂Surlyn81503g，醋酸镁1.0g，抗氧剂(168)1g，防老化剂(UV-234)1g，亚磷酸酯0.5g温度缓慢升至230℃，压力降至0.01MPa，反应1小时。随后，将体系升温至260℃，压力降至30Pa，继续反应3小时。通入氮气，将压力升至3MPa，出料，拉条，冷却，切粒，烘干。将所得复合材料置于固相缩聚反应装置于190℃反应12小时，得到满足粘度要求的最终产品。
[0031] 经过检测，产品熔点为218度，玻璃化转变温度为-35度，数均分子量(Mw)为29920，重均分子量(Mn)为47872，多分散型指数Mw/Mn＝1.6，拉伸强度34MPa，断裂伸长率
402％，材料的生物降解性能按照ASTMD5338测试，在一周内失重8％。
[0032] 实施例2
[0033] 100g对苯二甲酸二甲酯，120g乙二醇，150g聚乙二醇和催化剂醋酸镁，钛酸四丁酯(各0.03g)加入到聚合釜中。(注：此聚合釜安装有搅拌装置，氮气输入装置和分馏装置)。温度升到180度，酯交换反应2.5h后，加入丁二酸76g，随后向体系中加入成核剂Surlyn8150 5g，醋酸镁1.3g，抗氧剂(168)0.5g，防老化剂(UV-234)0.5g，亚磷酸酯0.5g温度缓慢升至230℃，压力降至0.01MPa，反应1小时。随后，将体系升温至250℃，压力降至30Pa，继续反应3小时。通入氮气，将压力升至3MPa，出料，拉条，冷却，切粒，烘干。将所得复合材料置于固相缩聚反应装置于200℃反应48小时，得到满足粘度要求的最终产品。
[0034] 经过检测，产品熔点为209度，玻璃化转变温度为-40度，数均分子量(Mw)为32158，重均分子量(Mn)为54669，多分散型指数Mw/Mn＝1.7，拉伸强度24MPa，断裂伸长率
700％，材料的生物降解性能按照ASTMD5338测试，在一周内失重10％。
[0035] 实施例3
[0036] 100g 2，6-萘二甲酸二甲酯，110丙二醇，140g聚丙二醇和催化剂醋酸钴，钛酸四丁酯(各0.03g)加入到聚合釜中。(注：此聚合釜安装有搅拌装置，氮气输入装置和分馏装置)。温度升到190度，酯交换反应3h后，加入丁二酸60g，随后向体系中加入成核剂Surlyn99507g，醋酸钴1g，抗氧剂(1010)0.5g，防老化剂(UV-944)0.5g，亚磷酸酯0.5g，温度缓慢升至222℃，压力降至0.01MPa，反应1小时。随后，将体系升温至260℃，压力降至30Pa，继续反应3小时。通入氮气，将压力升至3MPa，出料，拉条，冷却，切粒，烘干。将所得复合材料置于固相缩聚反应装置于210℃反应24小时，得到满足粘度要求的最终产品。
[0037] 经过检测，产品熔点为235度，玻璃化转变温度为-28度，数均分子量(Mw)为31122，重均分子量(Mn)为43571，多分散型指数Mw/Mn＝1.4，拉伸强度48MPa，断裂伸长率
310％，材料的生物降解性能按照ASTMD5338测试，在一周内失重5％。
[0038] 实施例4
[0039] 100g邻苯二甲酸二甲酯，100g丁二醇，100g聚丙二醇和催化剂醋酸钙，钛酸四丁酯(各0.03g)加入到聚合釜中。(注：此聚合釜安装有搅拌装置，氮气输入装置和分馏装置)。温度升到190度，酯交换反应3.5h后，加入丁二酸50g，随后向体系中加入成核剂PC20003g，醋酸钙1g，抗氧剂(1010)0.5g，防老化剂(UV-944)0.5g，亚磷酸酯0.5g，温度缓慢升至230℃，压力降至0.01MPa，反应1小时。随后，将体系升温至260℃，压力降至30Pa，继续反应3小时。通入氮气，将压力升至3MPa，出料，拉条，冷却，切粒，烘干。将所得复合材料置于固相缩聚反应装置于220℃反应18小时，得到满足粘度要求的最终产品。
[0040] 经过检测，产品熔点为205度，玻璃化转变温度为-42度，数均分子量(Mw)为37114，重均分子量(Mn)为55671，多分散型指数Mw/Mn＝1.5，拉伸强度21MPa，断裂伸长率
741％，材料的生物降解性能按照ASTMD5338测试，在一周内失重11％。
