[發(fā)明專利]一種呋喃二甲酸二胺高聚物的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011113029.2
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112111058B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 李振環(huán);楊雪晴;蘇坤梅
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: C08G69/40
• 分類號: C08G69/40;C08G69/30
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本發(fā)明公開了一種呋喃二甲酸二胺高聚物的制備方法，將二元胺與呋喃二甲酸溶解混合后，在惰性氣體的保護下，反應生成沉淀物，至沉淀物不再增多后，得到復合鹽；將復合鹽加入反應器中，通入惰性氣體后持續(xù)抽真空，在催化劑的催化下，先預聚至整個體系粘度不再增加，再升高溫度縮聚至整個體系粘度不再增加，得到呋喃二甲酸二胺低聚物；在惰性氣體保護下，將得呋喃二甲酸二胺低聚物進行固相聚合，得到呋喃二甲酸二胺高聚物。本方法通過呋喃二甲酸與二元胺生成復合鹽，經(jīng)預聚、縮聚反應得到聚合物，再經(jīng)過固相聚合、純化后得到呋喃二甲酸二胺高聚物。試驗條件簡單，不使用溶劑，制備過程中無有機廢液產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機合成領(lǐng)域，具體是一種呋喃二甲酸二胺高聚物的制備方法。

背景技術(shù)

聚酰胺又稱尼龍，是一種大分子主鏈重復單元中含有酰胺基團的高聚物的總稱。聚酰胺可由內(nèi)酸胺開環(huán)聚合制得，也可由二元胺與二元酸縮聚等方法得到。聚酰胺具有強韌、耐磨、自潤滑、使用溫度范圍寬等優(yōu)點。目前聚酰胺作為大用量的工程塑料，已經(jīng)廣泛用于機械、汽車、電器、紡織器材、化工設備、航空、冶金等領(lǐng)域。

聚酰胺包括脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺和半芳香族聚酰胺。脂肪族聚酰胺，例如尼龍6、尼龍66等，其綜合性能較好，但在高溫環(huán)境下其熱性能無法滿足使用要求，使其在高新技術(shù)領(lǐng)域的應用受到限制。芳香族聚酰胺，例如聚對苯二甲酰對苯二胺和聚間苯二甲酰間苯二胺等，由于分子鏈中的芳基使其具有良好的力學性能、絕緣性、化學穩(wěn)定性和超高的熱性能，但全芳香聚酰胺超高的熔點使其無法熔融擠出和注射成型，只能采用特殊的方法進行成型加工，限制了其在日常工程塑料方面的應用。半芳香族聚酰胺，例如對苯二甲酸己二胺，既具備優(yōu)良的力學性能、熱性能，還能進行常規(guī)的熔融擠出和注塑成型，適合在耐高溫領(lǐng)域廣泛使用，但其原材料對苯二甲酸來源自石油資源，屬于不可再生資源，面臨著環(huán)境污染、資源枯竭等壓力。

近年來，呋喃二甲酸的制備及應用得到了廣泛的研究，得益于以下兩點：首先，呋喃二甲酸是由葡萄糖、木質(zhì)素、果糖等糖類物質(zhì)為原料經(jīng)脫水、氧化制得，具有潛在的廣泛應用，被美國能源部確認為用于建立未來“綠色”化學工業(yè)的12種優(yōu)先化合物之一。其次，呋喃二甲酸是含有環(huán)狀的共軛體系，而且含有兩個羧基，這和對苯二甲酸的結(jié)構(gòu)基本相似，可以替代石油產(chǎn)物生成聚合物。這樣既減少了高分子材料對石油資源的消耗，又減少了石油基原料在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染問題，同時保護了生態(tài)環(huán)境。普通聚酰胺在制備過程中會產(chǎn)生大量有機廢液，廢液后處理過程繁瑣且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種呋喃二甲酸二胺高聚物的制備方法。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種呋喃二甲酸二胺高聚物的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)將二元胺與呋喃二甲酸、呋喃二甲酸酰氯化合物、呋喃二甲酸酰溴化合物或呋喃二甲酸酯化物中的至少一種溶解混合后，在惰性氣體的保護下，反應生成沉淀物，至沉淀物不再增多后，得到復合鹽；

(2)將復合鹽加入反應器中，通入惰性氣體后持續(xù)抽真空，在催化劑的催化下，先預聚至整個體系粘度不再增加，再升高溫度縮聚至整個體系粘度不再增加，得到呋喃二甲酸二胺低聚物；

(3)在惰性氣體保護下，將得呋喃二甲酸二胺低聚物進行固相聚合，得到呋喃二甲酸二胺高聚物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1.本方法通過呋喃二甲酸與二元胺生成復合鹽，經(jīng)預聚、縮聚反應得到聚合物，再經(jīng)過固相聚合、純化后得到呋喃二甲酸二胺高聚物。呋喃二甲酸和二元胺均可以是多種的混合，比例可調(diào)控，無固定比例，本發(fā)明原料來源豐富、可再生，可解決石油基原料對環(huán)境的污染問題。

2.本發(fā)明試驗條件簡單、易操作、易控制，制備過程中無有機廢液產(chǎn)生，制備過程綠色、環(huán)保、后處理簡單。