[發明專利]一種橋鏈結構生物基聚酯、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201811284806.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109438687B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 程正載;曾勝;胡海;劉盼盼;李光要;熊景;馬里奧·高斯爾
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C08G63/695
• 分類號: C08G63/695;C08G63/672;B65D65/46
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1.一種橋鏈結構生物基聚酯，其特征在于：分子結構如式I或式II所示：

式Ⅰ

式Ⅱ

其中：

R₁為H或OCH₃，R₂為CH₃SiCH₃，m為3、4、5、6、8、12，聚酯的數均分子量在71000~76000g/mol。

2.一種如權利要求1所述的一種橋鏈結構生物基聚酯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）二元酸單體的的合成：將香草醛（3-甲氧基-4-羥基苯甲醛）、丁香醛（3,5-二甲氧基-4-羥基苯甲醛）或5-羥甲基糠醛（5-羥甲基-2-呋喃甲醛）中的一種置于反應容器中，用適量四氫呋喃溶解二氯二甲基硅烷后，將此溶液逐滴滴加到反應容器中，其中香草醛或丁香醛或5-羥甲基糠醛與二氯二甲基硅烷的摩爾比為2∶1.1，控制反應溫度為55~65℃，磁力攪拌反應2~4小時，過濾，取濾液，減壓蒸餾濾液除去溶劑四氫呋喃,得到含氧硅氧橋鏈結構的二元醛，然后將所得二元醛用乙腈溶解，加入適量稀HNO₃和H₂O₂為氧化劑，控制溫度為25~45℃反應1~4小時，加熱蒸發濃縮溶液至體積減少一半，降低溫度到0~5℃，得到晶體粗品，過濾、冷乙醇洗滌多次再次過濾、所得晶體最后在乙醇中重結晶，再次過濾，將所得固體真空干燥即得到一種含氧硅氧橋鏈結構的二元酸單體；

2）預聚體的合成即酯化反應：將一種含氧硅氧橋鏈結構的二元酸單體和脂肪族二元醇按照一定量的摩爾比混合后，置于反應容器中，加入適量催化劑，通入氮氣保護，打開攪拌裝置，保持反應體系在一定溫度下反應2~3小時，得到預聚體中間產物；

3）含橋鏈結構生物基聚酯的合成即縮聚反應：將預聚體中間產物繼續升溫到一定溫度，同時開啟真空泵，控制反應體系內的絕對壓強低于20Pa，磁力攪拌反應2~4 h，得到縮聚產物的粗品；

4）生物基聚酯的純化：將縮聚產物的粗品用一定量的的氯仿溶解后，取清液，將清液加入一定量的一元低碳醇中，沉淀出固體不溶物，離心分離，過濾，得到白色固體，將所得的固體用乙醇洗滌、再次過濾后的固體在80℃真空下干燥2~6小時，即得到一種橋鏈結構生物基聚酯；所述步驟2）中，脂肪族二元醇是1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇或1,12-十二烷二醇中的一種。

3.根據權利要求2所述的一種橋鏈結構生物基聚酯的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中，含氧硅氧橋鏈結構的二元酸和脂肪族二元醇的摩爾比為1∶（1.0~1.2）。

4.根據權利要求2所述的一種橋鏈結構生物基聚酯的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中，所述的催化劑為三氧化二銻、乙二醇銻、醋酸銻、鈦酸四丁酯、草酸鋅和草酸亞錫中的一種或兩種的混合物，催化劑的總用量為二元醇的物質的量的0.1%~1%。

5.根據權利要求2所述的一種橋鏈結構生物基聚酯的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中、所述步驟3）中，酯化反應的溫度控制為160℃~180℃，縮聚反應的溫度控制為220℃~240℃。

6.根據權利要求2所述的一種橋鏈結構生物基聚酯的制備方法，其特征在于：所述步驟4）中，所述的一元低碳醇為甲醇、乙醇、異丙醇、異丁醇和正丁醇中的一種或者兩種的混合物。

7.根據權利要求1-6任一項中所述的一種橋鏈結構生物基聚酯，其特征在于，所述的橋鏈結構生物基聚酯用作制備各種不同形態的聚酯包裝產品的主要原料。