[發明專利]一種快速結晶聚酯材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011030788.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112126203B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 馬丕明;余鰻漫;徐鵬武;楊偉軍;潘錦濤;陳明清;白繪宇
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K5/20;C08L91/00;C08L67/02;C07C231/02;C07C231/14;C07C233/56
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種快速結晶聚酯材料及其制備方法與應用，屬于高分子材料技術領域。本發明有機成核劑的結構式為HO?R₁?NH?C(O)?C(O)?NH?R₁?O或者HO?R₂?NH?C(O)?C(O)?NH?R₃?NH?C(O)?C(O)?NH?R₂?OH，可用于促進聚酯快速成核，與聚酯聚合物具有良好的相容性，能在聚合物熔體分散均勻，甚至在高溫下實現熱力學相容，而在冷卻過程中可通過分子間氫鍵自組裝形成晶體，添加少量即可達到快速成核結晶的效果，并能提高聚合物的結晶度；所得聚酯材料具有結晶溫度高、結晶速率快、半結晶時間短等特點，可縮短成型周期、降低成本、改善性能，而且其制備方法簡單、環境友好、易實現產業化。可廣泛應用于用于包裝、紡織、醫療耗材、一次性塑料制品或者農業領域，前景廣闊。

技術領域

本發明涉及一種快速結晶聚酯材料及其制備方法與應用，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

聚酯材料由于具有綠色環保、原料來源廣、加工方便、質量輕等突出優點，在各領域均有十分廣泛的應用前景。但是聚酯材料也有一些內在缺點(如材料強度低、耐熱性差、結晶性能差)限制了其更廣泛的發展和應用，尤其作為工程材料的應用。目前提高含聚合物結晶速率的方法主要有：共混法，例如加入其他高聚物(如尼龍)，以改善結晶性能。此法需要引入高含量的其他聚合物組分從而可能改變含聚合物原本的物性。共聚法，在合成含聚合物過程中引入少量柔性鏈段(如PEG)。此法易降低制品的力學強度、模量等機械性能，且成本較高；復旦大學高分子科學系成功制備出了基于乳酸和丙氨酸的聚合物酰胺共聚物，所得共聚物表現出良好的降解性能。

另一種最簡單常用的方法是加入結晶促進劑、成核劑，此法效果較好，可提高聚合物材料強度、耐熱性、結晶性能。目前人們主要通過添加無機類或有機羧酸鹽類結晶成核劑來改善含芳香環酯類聚合物的結晶行為，無機成核劑通常是指用于聚合物的無機填料、金屬氧化物、碳納米管等，利用其高表面能、高比表面積使得聚合物熔體分子鏈在其表面有序排列、生長實現物理成核。該類成核劑成本較低，但是成核效果欠佳，而且與的相容性比較差，容易發生團聚，添加量高時，會影響的機械性能和制品外觀，大大限制了其應用。無機類成核劑的使用還可能影響含聚合物的成纖性能，尤其不利于超細纖維的制備。有機羧酸鹽是通過與含聚合物的端酯基相互作用形成晶核，誘導酯類聚合物結晶，從而提高聚合物的結晶速率。但是有機羧酸鹽的存在會導致酯類聚合物的分子量降低(降解)，從而導致材料的力學性能下降。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種快速結晶聚酯材料及其制備方法與應用。

本發明的第一個目的是提供了一種聚酯材料，所述聚酯材料，按照重量份數配比，包括如下組分：聚酯100份，有機成核劑0.05～5份；

所述有機成核劑具有式(I)或式(II)所示的結構：

HO-R₁-NH-C(O)-C(O)-NH-R₁-OH式(I)，

HO-R₂-NH-C(O)-C(O)-NH-R₃-NH-C(O)-C(O)-NH-R₂-OH式(II)，

其中，R₁為碳原子數為1～18的烷基、環狀烷基、未取代苯基或者有取代苯基；

R₂為碳原子數為1～18的烷基、環狀烷基、未取代苯基或者有取代苯基；

R₃為碳原子數為1～20的烷基、碳原子數為2～20的酯基、環狀烷基、未取代的苯基、一個或者多個取代基取代的苯基、一個或者多個芳香環取代的烴基、雜環基和一個或者多個取代基取代的雜環基中的一種。