[發(fā)明專利]2,5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110246585.1
• 申請(qǐng)日: 2011-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN102432847A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周光遠(yuǎn);姜敏;蘇小龍;劉茜;張強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08G63/183
• 分類號(hào): C08G63/183;C08G63/42;C08G63/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚酯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚對(duì)苯二甲酸二醇酯是一類重要的聚酯，其被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯由于具有良好的成纖性能、良好的力學(xué)性能、耐磨性、抗蠕變性和電絕緣性，而被廣泛應(yīng)用于工程塑料和機(jī)械零件等材料的加工生產(chǎn)中。

目前，現(xiàn)有技術(shù)公開了聚對(duì)苯二甲酸二醇酯的多種制備方法，如利用對(duì)苯二甲酸和二元醇的反應(yīng)合成聚對(duì)苯二甲酸二醇酯。其中，作為原料之一的對(duì)苯二甲酸的分子式為C₈H₆O₄，分子量為166.13，雖然它是產(chǎn)量最大的二元羧酸，但是也是一種依賴石油資源的化工產(chǎn)品，不僅價(jià)格昂貴，而且隨著石油資源的日益枯竭，對(duì)苯二甲酸的產(chǎn)量也會(huì)受到限制。采用可再生資源全部代替或部分代替依賴石油資源的化工原料已經(jīng)成為近幾年研究的熱點(diǎn)，而尋求基于可再生資源的二元羧酸全部代替或部分代替對(duì)苯二甲酸，制備具有與聚對(duì)苯二甲酸二醇酯相似的良好性能的聚酯正是其中的研究熱點(diǎn)之一。

2，5-呋喃二甲酸是一種來源廣泛的二元羧酸，可以可再生資源為初始原料制備，如有以下兩種方法：(1)廣泛存在于蜂蜜、水果、根類蔬菜等食品中的果糖經(jīng)脫水形成5-羥甲基糠醛，5-羥甲基糠醛經(jīng)氧化后得到2，5-呋喃二甲酸；(2)廣泛存在于乳制品、甜菜、天然樹脂等物質(zhì)中的半乳糖、半乳糖醇或半乳糖醛經(jīng)硝酸氧化生成半乳糖二酸，半乳糖二酸與溴化氫反應(yīng)得到2，5-呋喃二甲酸。同時(shí)，2，5-呋喃二甲酸的分子式為C₆H₄O₅，分子量為156.09，CAS登錄號(hào)為3238-40-2，且具有式(III)結(jié)構(gòu)的2，5-呋喃二甲酸與式(IV)所示的對(duì)苯二甲酸結(jié)構(gòu)相似。因此，可以2，5-呋喃二甲酸代替部分對(duì)苯二甲酸，制備與聚對(duì)苯二甲酸二醇酯結(jié)構(gòu)相似、性能相當(dāng)?shù)木埘ァ?/p>

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯及其制備方法，本發(fā)明以可基于可再生資源的2，5-呋喃二甲酸為原料之一，制備2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯，其具有與聚對(duì)苯二甲酸二醇酯相似的良好性能。

本發(fā)明提供了一種2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯，具有式(I)所示的第一重復(fù)單元和式(II)所示的第二重復(fù)單元：

其中，x＝2～8；

所述第一重復(fù)單元與所述第二重復(fù)單元的摩爾比為1∶1000～1000∶1。

本發(fā)明還提供了一種2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯的制備方法，包括以下步驟：

在催化劑的作用下，2，5-呋喃二甲酸、對(duì)苯二甲酸和脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)，得到第一中間產(chǎn)物；

將所述第一中間產(chǎn)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯。

優(yōu)選的，所述對(duì)苯二甲酸與2，5-呋喃二甲酸的摩爾比為1∶1000～1000∶1。

優(yōu)選的，所述脂肪族二元醇為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇或1，8-辛二醇。

優(yōu)選的，所述2，5-呋喃二甲酸和對(duì)苯二甲酸的總和與脂肪族二元醇的摩爾比為1∶1.0～1∶3.0。

優(yōu)選的，所述催化劑為錫類催化劑或鈦類催化劑。

優(yōu)選的，所述催化劑的質(zhì)量為2，5-呋喃二甲酸、對(duì)苯二甲酸和脂肪族二元醇的總質(zhì)量的0.018％～0.30％。

優(yōu)選的，所述酯化反應(yīng)的溫度為170℃～230℃，所述酯化反應(yīng)的時(shí)間為120min～300min，所述酯化反應(yīng)的壓力為0.1MPa～0.4MPa。

優(yōu)選的，所述第一中間產(chǎn)物在磷類化合物的存在下發(fā)生縮聚反應(yīng)。

優(yōu)選的，所述縮聚反應(yīng)的溫度為200℃～280℃，所述縮聚反應(yīng)的時(shí)間為120min～480min，所述縮聚反應(yīng)的壓力為0.1Pa～100Pa