[發明專利]一種含異山梨醇聚酯的制備方法

無效

• 申請號: 200910033447.8
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101585909A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 李振江;張昊;夏海東;張鈺鋮;孫曉日;趙紅婷;韋萍;歐陽平凱
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08G63/16
• 分類號: C08G63/16;C08G63/183;C08G63/85
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技術領域

本發明涉及聚酯的制備方法，特別涉及了一種含異山梨醇聚酯的制備方法。

背景技術

聚酯(PET)屬于高分子化合物，是由對苯二甲酸和乙二醇經過縮聚產生聚對苯二甲酸乙二醇酯。PET具有良好的成纖性、力學性能、耐磨性、抗蠕變性、低吸水性以及電絕緣性能。聚酯主要用于生產聚酯纖維(滌綸)，同時作為非纖維的薄膜、塑料、包裝容器、粘合劑、涂料制品等廣泛應用于輕工、機械、電子、食品包裝等工業領域。但是，隨著社會的發展，普通聚酯已不能滿足人民生活和工業領域日益增長的需要。

異山梨醇學名1，4：3，6-二脫水-D-山梨醇，能夠由D-葡萄糖通過氫化作用和隨后的酸催化脫水作用而制備，具有原料來源豐富、可降解以及熱穩定性好等優點，并具有手性特征。異山梨醇可以提高聚酯的玻璃化溫度，使聚酯有更好的加工成型性。含異山梨醇的聚酯纖維可紡性更好，染色性有很大的提高。異山梨醇還可以增強聚酯的熱穩定性，還可以使聚酯的抗沖擊性更強，機械強度高，更加耐用。

含異山梨醇部分、乙二醇部分和對苯二酰部分的共聚物少有報道。含有這三種部分的共聚物在公開的德國專利申請1,263,981號(1968)中有報道，其中乙二醇和異山梨醇的摩爾比率為約90∶10，該聚合物被用于改善聚丙烯纖維的染色性。

美國專利6,063,464描述了含異山梨醇聚酯及其制備方法(Charbonneau等)。所述專利要求保護含異山梨醇聚酯組合物及其固相聚合方法。可能的用途包括飲料瓶、薄膜或片材、纖維、光學材料和CD或DVD。該專利沒有對于催化劑的保護。

美國專利6,656,577描述了對苯二甲酸-乙二醇-異山梨醇共聚酯聚合物的制備方法(Charbonneau等)，所述專利要求保護的催化劑為Sb、Ti、Co、Ge的鹽類或氧化物。該專利沒有將鉍類金屬作為催化劑的保護。

在聚酯合成中可使用的催化劑包括Li、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、Sb、Sn、Ge和Ti的鹽類，這些在本領域中通常是已知的。常規的制備異山梨醇聚酯工藝中反應溫度需要達到285℃左右。首先，在這個溫度下單體會隨著副產物一起被蒸餾出，導致原料的損失浪費。其次，在這個溫度下醚鍵較易生成，分子成環的幾率增加。最后，產物在高溫下容易分解，最終導致分子量降低，分散度增加。

發明內容

本發明的目的是提出一種含異山梨醇聚酯的制備方法，其特征在于使用低毒性的三價鉍類金屬作為反應催化劑。三價的鉍是毒性最低的重金屬離子，當聚合物應用于藥品、人體、農業等等的時候，這個性質是十分重要的。三價鉍類金屬作為反應催化劑還可以降低反應溫度，減少體系中二醇的損失，降低副反應的發生幾率，并且分子量不會隨之降低。

本發明提出一種含異山梨醇聚酯的制備方法，其步驟為：

(a)在反應器中將一種或多種二酸部分、一種或多種除異山梨醇以外的二醇部分、異山梨醇、鉍類催化劑和添加劑；

(b)在酯化的溫度和壓力下使反應物酯化；

(c)在縮聚的溫度和壓力下使反應物形成聚酯。

其中，當所述一種或多種二酸部分是對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯時，所述一種或多種除異山梨醇以外的二醇部分不是乙二醇。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，所述的二酸部分包括對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，所述的除異山梨醇以外的二醇部分包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，所述的反應催化劑為Bi(III)的鹽。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，所述的Bi(III)的鹽為三氟甲基磺酸鉍。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，所述的添加劑為抗氧化劑、熱穩定劑、紫外線穩定劑或增塑劑的一種或幾種。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，所述的二醇部分和二酸部分的摩爾比例為1.1∶1-1.8∶1，二醇部分和異山梨醇的摩爾比例為1∶1-49∶1，催化劑和二酸部分的摩爾比例為1∶100-1∶1000。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，酯化階段的溫度為180-210℃。

在上述制備含異山梨醇聚酯的方法中，縮聚階段的溫度為230-240℃，壓力為0-5mmHg。本發明的有益效果：