[發明專利]一種2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010203464.8
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN113493561A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 周光遠;姜敏;王國強
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C08G63/672
• 分類號: C08G63/672;C08G63/688;C08G63/78
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

本發明提供一種2,6?萘二甲酸基共聚酯材料及其制備方法，該材料的結構式由通式(1)和通式(2)表示的結構單元組成。本發明還提供一種2,6?萘二甲酸基共聚酯材料的制備方法。本發明將2,6?萘二甲酸(2,6?萘二甲酸二酯類化合物)，2,5?噻吩二甲酸(2,5?噻吩二甲酸二酯類化合物)或2,5?呋喃二甲酸(2,5?呋喃二甲酸二酯類化合物)，與二醇進行直接酯化或酯交換反應，制備了共聚酯材料，生物基單體2,5?噻吩二甲酸(2,5?噻吩二甲酸二酯類化合物)或2,5?呋喃二甲酸(2,5?呋喃二甲酸二酯類化合物)有利于增加2,6?萘二甲酸基聚酯的生物基含量，提高其韌性，增加其阻隔性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制備方法。

背景技術

由于石油資源的緊缺，從生物質資源合成的生物基聚酯材料越來越受到人們的重視。Banerjee A等報道了2,5-呋喃二甲酸可由糠酸和二氧化碳反應得到，而糠酸可由糠醛氧化得到，糠醛可由生物質玉米芯制備，因此，2,5-呋喃二甲酸是一種來源于生物質資源的單體(Nature,2016,531(7593):215-219)。文獻報道2,5-噻吩二甲酸可由己二酸與氯化亞砜反應合成(Fluid Phase Equil.2014,375:110-114和Thermochim.Acta,2014,592:52-57)。而己二酸可由生物質資源葡萄糖二酸或粘康酸合成(J.Biotechnol.2013,167:75-84)。因此，2,5-噻吩二甲酸也是一種來源于生物質資源的單體。

基于2,6-萘二甲酸和各種二醇合成的聚酯，由于其原料2,6-萘二甲酸或其二酯衍生物來源于石油資源。石油資源的日益枯竭和石油開采過程帶來的環境污染，限制了2,6-萘二甲酸基均聚酯的應用。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制備方法，該材料的主要合成單體來源于生物質資源，因此，采用生物基單體2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯類化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯類化合物)，與各種二醇，及2,6-萘二甲酸或其二酯衍生物，共聚合成聚酯，可增加2,6-萘二甲酸基聚酯的生物基含量，同時，生物基單體的引入可破壞鏈的規整性，降低其結晶度，提高其韌性，增加其使用范圍。由于2,5-噻吩二甲酸或2,5-呋喃二甲酸的兩個羰基之間存在一定的鍵角，同時，環上還含有雜原子氧原子或硫原子，分子間作用力大。因此，2,5-噻吩二甲酸或2,5-呋喃二甲酸的引入，可增加2,6-萘二甲酸基聚酯的阻隔性。

本發明一方面提供一種2,6-萘二甲酸基共聚酯材料，所述共聚酯材料具有由下述通式(1)和通式(2)表示的結構單元組成的無規共聚酯，所述通式(1)和通式(2)如下所示：

R₁為二元醇的分子結構；所述二元醇(HO-R₁-OH)為乙二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的至少一種；

R₂為

所述共聚酯材料數均分子量為10000g/mol-100000g/mol。

本發明還提供一種上述2,6-萘二甲酸基共聚酯材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：在催化劑的作用下，將原料A、原料B和HO-R₁-OH二醇進行直接酯化或酯交換反應，得到預聚物；所述原料A為2,6-萘二甲酸或2,6-萘二甲酸二酯類化合物，所述原料B為2,5-噻吩二甲酸或2,5-噻吩二甲酸二酯類化合物、2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸二酯類化合物中的至少一種，