[發明專利]一種耐低溫耐油生物基聚酯彈性體及制備方法

有效

• 申請號: 202010017862.0
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111621005B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 張立群;唐帥;王朝;張奇男;高宇;何勇;張寧;董棟;王珍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G63/52
• 分類號: C08G63/52;C08G63/676;C08G63/85;C08G63/86
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種耐低溫耐油生物基聚酯彈性體及制備方法。所述耐低溫耐油生物基聚酯彈性體的結構如下所示：本發明制備的生物基聚酯彈性體具有優異的耐低溫耐油性能，可以廣泛應用于航空航天等對材料耐低溫耐油性能有較高要求的領域。

技術領域

本發明涉及高分子化合物制備技術領域，進一步地說，是涉及一種耐低溫耐油生物基聚酯彈性體及制備方法。

背景技術

近年來，由于石油化資源的日漸匱乏，開發可再生物基高分子材料越加重要。生物基聚酯彈性體是一種主鏈含有酯基的彈性體，是一種新型的綠色環保的彈性體。由于其主鏈上含有較多酯基，因此其本身就具有較好的耐油性能；再加上其單體種類較為豐富，我們可以使用不同單體，從而對其分子結構進行調整，使其具有良好的耐低溫性能，從而使這種新型的聚酯彈性體在航空航天等耐油領域具有比較廣泛的應用。

生物基聚酯彈性體作為耐油材料使用，其價值在于它主鏈上數量眾多的酯基。目前市面上絕大多數油類介質是非極性的，像酯基、氰基、羥基等極性基團對這類非極性油的抗性比較強。含有較多這類基團的橡膠材料與非極性油的相容性較差，在油中不容易溶脹，故而對非極性油表現出較好的穩定性。而像三元乙丙橡膠、丁基橡膠這類不含極性基團的橡膠，在非極性油中比較容易溶脹，但是對極性油表現出較好的穩定性。另外一方面，隨著人類科技進步，探索空間的深入，各領域尤其是航空航天領域對材料耐低溫性能提出了更高的要求。對于耐油橡膠，不僅僅需要其在耐油這方面的性能比較優異，還需要其在較低溫度上保持比較好的彈性，否則也無法滿足社會的需求。橡膠的耐低溫性能可以從兩方面考慮：一是其玻璃化轉表溫度Tg；二是其結晶行為。眾所周知，橡膠分子鏈柔順性越好，其玻璃化轉變溫度Tg越低，其耐低溫性能越優異。在這方面，以硅橡膠的玻璃化轉變溫蒂Tg最低。但是，大部分硅橡膠雖然玻璃化溫度Tg較低，但是其結晶行為限制了它作為耐低溫材料的應用。結晶行為的產生，限制了分子鏈的運動，從而材料變脆，使材料在低溫下彈性變差甚至在低溫下受到外力而破碎。為此，要是材料具有優良的耐低溫性能，材料要不結晶。材料能否結晶，取決于分子量的規整性，分子鏈越規整，其越容易結晶。綜上所述，要提升材料的耐低溫性能，一方面是提高分子鏈柔順性，另外一方面是抑制其結晶行為，破壞其分子鏈規整性。而生物基聚酯彈性的單體比較豐富，可以通過調節不同單體的用量和使用不同種類的單體完成上述要求，因此，制備耐低溫耐油的生物基聚酯彈性體不僅具有重要的研究價值，而且具有重要的實際意義。

聚酯彈性體為一種新型的化合物，現有技術的聚酯彈性體的制備方法就和說明書中介紹的制備方式一致，分為酯化和縮聚兩個步驟。現有技術現有技術的聚酯彈性體的耐低溫性能(玻璃化轉變溫度Tg最低可達-55℃)，現有技術聚酯彈性體的耐油性能(在航空燃油RP-3中常溫浸泡24d后質量膨脹率和體積膨脹率均在5-6％，和市面上丁腈橡膠相差無幾。為此，本發明在犧牲一定的耐低溫性能的基礎上，提升了耐油性能，但是玻璃化溫度Tg依舊可以在-38～-50℃，同樣條件下，體積膨脹率和質量膨脹率最低可以保持在1％以下。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種耐低溫耐油生物基聚酯彈性體及制備方法。本發明制備的生物基聚酯彈性體具有優異的耐低溫耐油性能，可以廣泛應用于航空航天等對材料耐低溫耐油性能有較高要求的領域。

本發明的目的之一是提供一種耐低溫耐油生物基聚酯彈性體。

所述耐低溫耐油生物基聚酯彈性體的結構如下所示：

其中，x,z,a,b,d,f從0-0.55摩爾分數；x,z,a,b,d,f不同時為0；

Y,e,g從0-0.45摩爾分數；y,e,g不同時為0；

C,h從0-0.1摩爾分數；c,h不同時為0。

所述生物基聚酯彈性體是由包括以下組分的原料制備而得：

各組分按重量份數計，