一种可降解高分子材料及其制备方法
本发明涉及高分子材料，具体涉及一种可降解高分子材料及其制备方法。
背景技术：
1、高分子材料因其优良的综合性能，被广泛应用于电子电器、快餐饭盒、包装材料、农业地膜、建筑板材等制品中。目前，主流的高分子材料包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等传统塑料制品。这些材料难以降解，对生态系统造成了长期的破坏。开发可降解的高分子材料是应对这一环境问题的有效举措。
2、尽管市场上已有多种可降解高分子材料，但这些材料在实际应用中仍存在一些问题：例如，聚乳酸虽然具备较高的硬度和高透明性，但降解周期长；聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯在海水中几乎不降解，这限制了其在解决海洋塑料污染问题上的应用；聚羟基脂肪酸酯由微生物合成，来源丰富，但制造能耗高且工艺复杂。
3、因此，开发一种既能满足使用性能又具有良好降解性的可降解高分子材料，具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种可降解高分子材料及其制备方法，以改善高分子材料难以降解导致的环境污染问题。
2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种可降解高分子材料，所述可降解高分子材料由以下原料制备而成：胍类化合物、胺类化合物和醛类化合物，且所述胍类化合物、胺类化合物和醛类化合物的摩尔比为1:(1～3):(2～6)；所述可降解高分子材料具有稠三嗪环结构。
3、在本发明一示例中，所述稠三嗪环结构包括：并二环三嗪结构或并三环三嗪结构。
4、在本发明一示例中，所述并二环三嗪结构的结构式如式(1)所示，所述并三环三嗪结构的结构式如式(2)：
5、
6、其中，式(1)和式(2)中的r1表示所述胺类化合物中的取代基，r2表示所述醛类化合物中的取代基，式(1)中的r3和r4表示所述胍类化合物的取代基。
7、在本发明一示例中，所述胺类化合物选自具有两个胺基的化合物，所述醛类化合物选自具有一个醛基的化合物，所述胍类化合物选自盐酸胍、二甲双胍盐酸盐、甲基胍盐酸盐、二苯胍中的一种或多种。
8、在本发明一示例中，所述胺类化合物选自二元伯胺、α，ω-二氨基聚乙二醇、α，ω-二氨基聚硅氧烷中的一种或多种，所述二元伯胺包括腐胺、尸胺、苯二胺、己二胺、赖氨酸中的一种或多种；所述醛类化合物包括甲醛、乙醛、正丁醛、对甲氧基苯甲醛中的一种或多种。
9、在本发明一示例中，所述胺类化合物选自具有一个胺基的化合物，所述醛类化合物选自具有两个醛基的化合物，所述胍类化合物选自盐酸胍、二甲双胍盐酸盐、甲基胍盐酸盐、二苯胍中的一种或多种。
10、在本发明一示例中，所述胺类化合物选自一元伯胺，所述醛类化合物选自二醛类化合物。
11、在本发明一示例中，所述可降解高分子材料为高分子薄膜材料。
12、本发明还提供一种可降解高分子材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将胍类化合物、胺类化合物和醛类化合物按照摩尔比1:(1～3):(2～6)溶于溶剂中，混合反应，制得反应液；
13、将所述反应液转移至模具内，并进行干燥处理，制得可降解高分子材料；其中，所述可降解高分子材料具有稠三嗪环结构。
14、在本发明一示例中，所述混合反应的反应温度为0℃至50℃，反应时间为1分钟至12小时。
15、在本发明一示例中，所述溶剂选自醇类溶剂，所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇中的一种或多种。
16、在本发明一示例中，所述模具包括基板，所述基板包括玻璃板或聚四氟乙烯板。
17、在本发明一示例中，所述干燥处理包括：先将载有所述反应液的基板自然干燥6～12小时，再在50℃下真空干燥24小时。
18、在本发明一示例中，在将所述反应液转移至所述基板内之前，还包括对所述基板进行清洁疏水处理。
19、本发明采用胍类化合物、醛类化合物、胺类化合物作为原材料，通过三者的缩聚反应制得含有稠三嗪环结构的高分子材料。该材料表现出高拉伸强度和高透光度，且在温和的水溶液条件下可完全降解，可广泛应用于包装、农业、医疗等领域。本发明可降解高分子材料的制备方法简单、原材料易得，具有商业化应用前景以及经济价值。
技术特征：
1.一种可降解高分子材料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的可降解高分子材料，其特征在于，所述稠三嗪环结构包括：并二环三嗪结构或并三环三嗪结构。
3.根据权利要求2所述的可降解高分子材料，其特征在于，所述并二环三嗪结构的结构式如式(1)所示，所述并三环三嗪结构的结构式如式(2)所示：
4.根据权利要求1所述的可降解高分子材料，其特征在于，所述胺类化合物选自具有两个胺基的化合物，所述醛类化合物选自具有一个醛基的化合物，所述胍类化合物选自盐酸胍、二甲双胍盐酸盐、甲基胍盐酸盐、二苯胍中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的可降解高分子材料，其特征在于，所述胺类化合物选自二元伯胺、α，ω-二氨基聚乙二醇、α，ω-二氨基聚硅氧烷中的一种或多种，所述二元伯胺包括腐胺、尸胺、苯二胺、己二胺、赖氨酸中的一种或多种；所述醛类化合物包括甲醛、乙醛、正丁醛、对甲氧基苯甲醛中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的可降解高分子材料，其特征在于，所述胺类化合物选自具有一个胺基的化合物，所述醛类化合物选自具有两个醛基的化合物，所述胍类化合物选自盐酸胍、二甲双胍盐酸盐、甲基胍盐酸盐、二苯胍中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的可降解高分子材料，其特征在于，所述胺类化合物选自一元伯胺，所述醛类化合物选自二醛类化合物。
8.一种可降解高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合反应的反应温度为0℃至50℃，反应时间为1分钟至12小时。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自醇类溶剂，所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇中的一种或多种。
技术总结
本发明提供一种可降解高分子材料及其制备方法，具体涉及高分子材料技术领域。所述可降解高分子材料由以下原料制备而成：胍类化合物、胺类化合物和醛类化合物，且所述胍类化合物、胺类化合物和醛类化合物的摩尔比为1:(1～3):(2～6)；所述可降解高分子材料具有稠三嗪环结构，具有良好的机械性能和可降解性。
技术研发人员：严佳骏,黄红露,刘宏杰
受保护的技术使用者：上海科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23