[發(fā)明專利]聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810018623.6
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101525424A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊娟;盛思義;李旭;本田圭介
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗纖維研究所（中國）有限公司
• 主分類號: C08G63/78
• 分類號: C08G63/78;C08G63/183
• 代理公司: 南通市永通專利事務(wù)所
• 代理人: 葛 雷

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著人類生存環(huán)境的日益惡化，人們越來越關(guān)注開發(fā)環(huán)境友好性材料和使用可再生原材料。石油作為不可再生資源，是最重要的化工原料，但是由于在使用工程中以及最終廢棄中大量CO₂的排放，CO₂大量排放導致了全球氣候變暖等一系列的問題，并且直接威脅人類的生存。如何替代和減少使用石油作為原材料，是人們面臨重要研究問題之一。

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)產(chǎn)品除了纖維領(lǐng)域的應(yīng)用，還拓展到各類容器、包裝材料、薄膜、膠片、工程塑料等領(lǐng)域。由于生產(chǎn)PET的原料都是來源于石油的加工品。如何使用非石油原料開發(fā)PET產(chǎn)品也是一個重要的研究課題。

人們使用可再生的生物資源，開發(fā)出了各種新型的聚酯，例如杜邦公司通過對玉米進行發(fā)酵，經(jīng)過生物和化工過程，制備得到1，3-PDO，并開發(fā)出了含有約36wt％來源于生物材料而非石油材料的聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚合物。Natureworks公司同樣以農(nóng)作物為原料，經(jīng)過生物和化工過程，生產(chǎn)出了純生物來源和易于生物降解的聚乳酸(PLA)聚合物。

二醇即乙二醇是合成PET的重要原料，在PET中的重量比約為40％，目前工業(yè)上多采用環(huán)氧乙烷直接水合法或乙烯合成法來生產(chǎn)。生產(chǎn)步驟繁瑣，成本高導致了乙二醇的價格一直居高不下，并且消耗大量的原材料和能源，生成很多的副產(chǎn)物。農(nóng)作物是一種可再生資源，能將空氣中的CO₂通過光合作用轉(zhuǎn)化為各種淀粉、糖類、纖維素、木質(zhì)素等在農(nóng)作物果實及其秸稈中儲存起來。

東華大學專利CN200610028411.7“一種玉米基乙二醇及用其制備PDT共聚酯纖維的方法”，在共聚酯制備過程中加入納米粒子進行共聚合。實施例中二元酸與二醇的摩爾比約為1∶1.25。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種原料乙二醇的碳元素來源于生物原料的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，其特征是：將二元酸與二醇按照1∶1.05～1∶1.20的摩爾比配制成漿料，漿料采用連續(xù)添加的方式加入酯化反應(yīng)母液體系進行酯化反應(yīng)，然后經(jīng)過縮聚反應(yīng)制得聚對苯二甲酸乙二醇酯，其制備原料乙二醇是碳元素是來源于生物材料的乙二醇。

所述生物材料為玉米、甘蔗、小麥或其他農(nóng)作物的秸稈。其中玉米、小麥為其種子和/或秸稈。乙二醇是生物材料經(jīng)過生物發(fā)酵和/或化工加工過程制得。原料生物乙二醇中乙二醇的含量為95％～99.9％，生物乙二醇在190～350nm的波長范圍內(nèi)透過率為50％以上。聚對苯二甲酸乙二醇酯制品中還含有碳元素來源于石油原料的二元酸和二醇的共聚成分。聚對苯二甲酸乙二醇酯聚合物的特性粘度為0.55～0.75。

本發(fā)明的生物材料是玉米、甘蔗、小麥或其他農(nóng)作物的秸稈。經(jīng)過生物和/或化工過程得到乙二醇。例如玉米經(jīng)過生物過程分離淀粉，經(jīng)過加工得到5碳和6碳的糖，這些糖分經(jīng)過加氫催化的工藝可以制備出多組分二元醇，經(jīng)過純化分離常用步驟后，就可以得到本發(fā)明的原料乙二醇組分，這種乙二醇經(jīng)過加熱，用活性碳進行過濾處理，就得到本發(fā)明的在190～350nm波長范圍內(nèi)透過率為50％以上的生物乙二醇。

在本發(fā)明中使用的乙二醇原料中可以含有其他二醇成分，例如有1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇和1，2-戊二醇其他的二醇成分。本發(fā)明中使用的生物乙二醇的純度為95％～99.9％，在190～350nm的波長范圍內(nèi)透過率為50％以上，其他成分的碳元素也是來源于生物材料。

本發(fā)明中，聚對苯二甲酸乙二醇酯是經(jīng)過由二元酸和二醇反應(yīng)得到。其中二元酸是對苯二甲酸及其酯化的衍生物，可以是對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、對苯二甲酸二乙酯等。本發(fā)明中的二元酸單元還可以含有間苯二甲酸、間苯二甲酸-5-磺酸鹽、鄰苯二甲酸、甲基對苯二甲酸、萘二酸、聯(lián)苯二甲酸等芳香族羧酸及其酯類衍生物的芳基二羧酸類及丁二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二羧酸等脂肪族羧酸及其酯類衍生物以及環(huán)己烷二羧酸、六氫化間苯二甲酸、六氫化鄰苯二甲酸等脂環(huán)族二羧酸及其酯類衍生物。所述的衍生物中是指二甲酯等低級烷基酯、酸酐、酰氯等物質(zhì)。這些二羧酸可以單獨或組合兩種以上使用。