[發(fā)明專利]一種呋喃生物基聚醚酯共聚物的制備方法、新型呋喃生物基聚醚酯共聚物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810443257.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN108623794B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周光遠(yuǎn);王瑞;姜敏;王國強(qiáng);張強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蕪湖萬隆新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08G63/672
• 分類號(hào): C08G63/672;C08G63/84;C08G63/85
• 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: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種聚醚酯共聚物的制備方法，包括以下步驟，在保護(hù)性氣氛和金屬配合物催化劑條件下，將2,5?呋喃二甲酸和乙二醇經(jīng)過酯化反應(yīng)后，再經(jīng)過預(yù)縮聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)后，得到聚醚酯共聚物。本發(fā)明能夠在金屬配合物催化劑的催化作用下，采用簡單的合成手段，利用FDCA與生物基乙二醇直接進(jìn)行縮聚反應(yīng)，在較低的溫度和較短的時(shí)間內(nèi)，高效地制備高粘度的具有新型結(jié)構(gòu)的呋喃全生物基聚醚酯共聚物，其分子中含有含量可控的低聚甘醇鏈段，反應(yīng)過程平穩(wěn)，易于控制，條件溫和，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保，適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的制備方法。本發(fā)明提供的呋喃生物基聚醚酯共聚物產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中具有高含量甘醇鏈段，具有較好的熱力學(xué)性能，而且產(chǎn)品色澤較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于呋喃基聚醚酯合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚醚酯共聚物的制備方法、聚醚酯共聚物，尤其涉及一種呋喃生物基聚醚酯共聚物的制備方法、新型呋喃生物基聚醚酯共聚物。

背景技術(shù)

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)，化學(xué)式為C₆H₄O₅，結(jié)構(gòu)式為作為呋喃的重要衍生物，其具有“剛性”平面結(jié)構(gòu)的生物基高分子芳環(huán)單體，可與二醇、二胺等單體進(jìn)行聚合，制備出性能優(yōu)異的新型生物基高分子合成材料，是一種重要化工原料和有機(jī)化工中間體。

目前，隨著聚酯產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用，帶動(dòng)了聚酯原料工業(yè)的高速發(fā)展。其中，開發(fā)用于取代石油基原料的生物基聚酯單體已成為當(dāng)前聚酯領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。芳香族聚酯，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)作為一種重要的熱塑性聚酯，具有優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)藥品性以及回收率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地用于包裝領(lǐng)域。目前，生產(chǎn)PET的原料之一乙二醇已經(jīng)可以利用生物質(zhì)原料進(jìn)行制備，如現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)成功地以生物基乙二醇為原料制備出了可完全回收的生物基PET飲料瓶。但是，用于生產(chǎn)PET的另一原料對(duì)苯二甲酸(PTA)是從石油基工業(yè)原料對(duì)二甲苯(PX)的催化氧化制備而來的，致使所得到的PET塑料產(chǎn)品中僅含有30％的植物基成分。雖然，近些年來大力研究的生物基聚酯原料單體丁二酸具有部分替代石油基二酸的潛能，但由于它不能提供像對(duì)苯二甲酸一樣的剛性芳香苯環(huán)結(jié)構(gòu)，極大程度地限制了相應(yīng)聚酯產(chǎn)品的性能。因此，如何從生物質(zhì)中獲得具有剛性環(huán)結(jié)構(gòu)的聚酯原料二元酸是聚酯原料研發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。

近些年的研究發(fā)現(xiàn)，2,5-呋喃二甲酸(FDCA)作為一種用于替代PTA的理想的聚酯原料研發(fā)全生物基聚酯的重要原料，其不僅具有類似的剛性芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，而且含碳數(shù)目，芳香性弱于苯環(huán)，更易于降解，更重要的是2,5-呋喃二甲酸是一種可以由生物質(zhì)制備而來的生物基單體。因而，2,5-呋喃二甲酸相應(yīng)的聚酯材料，聚2,5呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)越來越多地受到了科研人員和企業(yè)研發(fā)部門的關(guān)注。如CN102453242A，CN104072954A，WO2015137804等均報(bào)道了PEF均聚酯的制備方法及相應(yīng)高分子產(chǎn)品的熱力學(xué)性能。目前，除制備PEF均聚酯外，通過引入其它的單體與FDCA和乙二醇進(jìn)行共聚，也是開發(fā)、拓展呋喃生物基聚酯的種類的一種重要方法，主要是通過引入其它的單體與FDCA和乙二醇進(jìn)行共聚，如CN102432847報(bào)道了FDCA、乙二醇與對(duì)苯二甲酸單體的共聚酯等。

但是這些新引入的共聚單體往往存在成本較高，或是非生物基單體，如對(duì)苯二甲酸，這就使得全生物基聚酯產(chǎn)品失去了100％生物基材料的屬性，環(huán)保意義大大降低。

因此，如何能夠得到一種新型的全生物基呋喃生物基聚醚酯高分子材料，不僅具有100％生物基材料的屬性，而且能夠避免由于加入單體所帶來的操作與附加成本等問題，已成為領(lǐng)域內(nèi)諸多具有前瞻性的研究人員廣為關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種聚醚酯共聚物的制備方法以及聚醚酯共聚物，特別是一種具有新型結(jié)構(gòu)的呋喃全生物基聚醚酯共聚物的制備方法，本發(fā)明提供的制備過程反應(yīng)過程平穩(wěn)，易于控制，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保，適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的制備方法；而且制備的呋喃生物基聚醚酯共聚物產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中具有高含量甘醇鏈段，具有較好的熱力學(xué)性能，而且產(chǎn)品色澤較好。

本發(fā)明提供了一種聚醚酯共聚物的制備方法，包括以下步驟：