[發明專利]一種高熔點生物基聚酯酰胺及其制備方法

有效

• 申請號: 201810424237.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN110467726B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 秦兵兵;劉修才
• 申請（專利權）人: 上海凱賽生物技術股份有限公司;CIBT美國公司
• 主分類號: C08G69/44
• 分類號: C08G69/44
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王瑩;于寶慶

本發明公開了一種交替共聚聚酯酰胺，本發明所述的聚酯酰胺具有式I所述結構式。本發明的交替共聚聚酯酰胺的合成方法如下，將戊二胺與對苯二甲酸二甲酯反應生成大單體，大單體再與乙二醇進行酯交換反應，得到酯交換產物，該產物進行自縮聚獲得交替共聚聚酯酰胺。本發明所得交替共聚聚酯酰胺熔點大于349℃，且產品具備生物基成分，具有環境友好性。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種聚酯酰胺及其合成。

背景技術

聚酯作為一類聚合物，得到廣泛使用，其應用領域很廣，近年來，隨著人類生存環境的日益惡化，人們越來越關注開發環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，隨著大量使用越來越少，如何替代和減少使用石油作為原材料，是人們面臨的重要研究問題之一。

聚酯酰胺是分子主鏈上含有酯鍵和酰胺鍵的聚合物。聚酯酰胺分為線型聚酯酰胺和交聯型聚酯酰胺，線型聚酯酰胺主要用作仿真絲的衣料和裝飾品；交聯型聚酯酰胺可作為塑料或增強塑料用于機械和電器等領域的零部件。其酯鍵和酰胺鍵在高分子鏈段上的分布對產物的性能有重要的影響，調控聚合物鏈段組成和結構，實現酯鍵和酰胺鍵的均勻分布，如交替共聚，是提高聚合物強度的有效方法。

從合成上講，直接合成酰胺鍵和酯鍵交替分布的聚酯酰胺難度極大。通常制備方法一般為將二元醇和二元酸進行酯化反應，得到中間產物，將所述中間產物與二元胺進行縮聚反應，得到聚酯酰胺。

公開號為WO9942514A1、WO1999028371A1、WO1999035179A1的專利申請報道了由二元酸、二元醇及二元胺和/或己內酰胺等，直接熔融縮聚制備生物降解性聚酯酰胺。該產品有良好的機械性能和生物降解性能，并以BAK為商標生產了一系列此類的聚酯酰胺。但此類聚酯酰胺中，酯鍵和酰胺鍵呈無規的分布，聚合物的結晶性較差或熔點較低，耐熱性較差；且所用的制備方法是直接的熔融縮聚法，對真空度要求很高，真空度需在0.5mmHg以下。

公開號為CN102643422A的申請公開了一種交替聚酯酰胺的制備方法，采用脂肪族二元酸與二酰胺二醇進行熔融縮聚，制備同時帶有端羧基和端羥基的交替聚酯酰胺預聚體，再以二酰基雙內酰胺和二噁唑啉擴鏈劑進行聯合擴鏈，該方法制備工藝復雜，副反應多，所得聚酯酰胺熔點較低。

發明內容

為克服現有技術中存在的缺陷，本發明利用包括生物法制備的戊二胺與對苯二甲酸二甲酯進行酰化反應，制備交替共聚聚酯酰胺大單體，進而縮聚成聚酯酰胺，該聚酯酰胺熔點大于349℃，產品具備生物基成分，具有環境友好性。

本發明提供一種高熔點生物基聚酯酰胺，所述聚酯酰胺具有以下結構：

其中n為20～200。

所述聚酯酰胺熔點大于349℃。

本發明還提供一種上述高熔點生物基聚酯酰胺的制備方法，所述方法包括以下步驟：

1)獲得大單體

本發明中所述大單體為

本發明中大單體的合成方法包括將原料戊二胺、對苯二甲酸二甲酯以及催化劑溶解在溶劑中，在氮氣或惰性氣體保護下，加熱升溫至70～100℃，反應5～12h，得到固體，對所得固體進行洗滌、抽濾、干燥。

本發明中所述戊二胺(即1,5‐戊二胺)可以由生物基原料通過生物法(發酵法或酶轉化法)制備而成。

生物法包括采用生物基原料經生物轉化方法(如發酵法、酶轉化法)來生產戊二胺；或采用石油基原料經生物轉化方法生產戊二胺；或采用生物基原料經化學方法生產戊二胺。由此，戊二胺包括符合ASTM D6866標準的可再生來源的有機碳。