[發(fā)明專(zhuān)利]一種高性能脂肪族聚酯彈性體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110164093.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112851918B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)綕?/a>;趙武超;何江華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G63/08
• 分類(lèi)號(hào): C08G63/08;C08G63/83
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王術(shù)娜

本發(fā)明提供了一種高性能脂肪族聚酯彈性體及其制備方法，屬于熱塑性彈性體技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的脂肪族聚酯彈性體的中間軟段鏈段結(jié)構(gòu)中，均聚連接占有優(yōu)勢(shì)，大于無(wú)規(guī)共聚連接，整體呈梯度漸變結(jié)構(gòu)，同時(shí)無(wú)規(guī)鏈段中的兩種單體可以同構(gòu)結(jié)晶，在外力的作用下中間軟段鏈段結(jié)構(gòu)中存在的均聚鏈很容易有序排列取向結(jié)晶，所形成的晶體作為新的硬相填充到整個(gè)聚合物網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行自增韌，即本發(fā)明提供的高性能脂肪族聚酯彈性體的梯度漸變類(lèi)似于多嵌段的軟段所形成的彈性網(wǎng)絡(luò)在提供應(yīng)變的時(shí)候通過(guò)受力誘導(dǎo)結(jié)晶增強(qiáng)材料的應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)了超韌熱塑性聚酯彈性體的合成，得到了高強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率的彈性體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱塑性彈性體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能脂肪族聚酯彈性體及其制備方法。

背景技術(shù)

熱塑性彈性體具有良好的彈性、熱加工和再循環(huán)的能力，因此受到了研究者的廣泛關(guān)注。目前商業(yè)化的熱塑性彈性體，大多由來(lái)自于化石能源的化學(xué)品合成，而由于石油資源的日益枯竭，以及此類(lèi)彈性體在使用服役結(jié)束后不能降解往往造成嚴(yán)重的白色污染，因此普遍具有不可降解和不可再生的特性。而來(lái)源于可再生脂肪族環(huán)內(nèi)酯單體的脂肪族聚酯彈性體由于其可降解和可再生的特點(diǎn)，很好的克服了上述石油基彈性體的缺點(diǎn)，近年來(lái)備受研究者的關(guān)注。

熱塑性聚酯彈性體普遍具有ABA三嵌段的結(jié)構(gòu)，其中A為末端硬段，一般采用具較有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的無(wú)定形聚合物或者結(jié)晶度較高的聚合物，常見(jiàn)的有聚乳酸PLA、L型聚乳酸PLLA以及鄰苯二甲酸酐和氧化環(huán)己烯的交替共聚物；B為中間軟段，一般使用具有較低玻璃化溫度的無(wú)定形聚合物或者低結(jié)晶度的聚合物，如：ε-己內(nèi)酯(ε-CL)、δ-戊內(nèi)酯(δ-VL)、menthide、1,3-trimethylene carbonate(1,3-碳酸三甲酯)、6-methyl-ε-caprolactone(6-甲基-ε-己內(nèi)酯)、3-methyl-1,5-pentylene succinate(丁二酸3-甲基-1,5-戊烯酯)、1,4-二惡烷-2-酮、γ-甲基-ε-己內(nèi)酯、β-甲基-δ-戊內(nèi)酯等單體的均聚物或者共聚物。但是由以上這些單體組合所得到的聚酯彈性體一般斷裂伸長(zhǎng)率小于2100％，斷裂拉伸強(qiáng)度普遍低于40MPa，且二者不可兼得，即只有彈性體的斷裂拉伸率較低時(shí)才能得到較大的應(yīng)力，具有較高斷裂伸長(zhǎng)率的彈性體，往往斷裂拉伸強(qiáng)度較低，如目前已報(bào)道的斷裂伸長(zhǎng)率能達(dá)到2000％的彈性體的應(yīng)力基本都小于13.5MPa。因此，斷裂拉伸率和斷裂拉伸強(qiáng)度相互制約，現(xiàn)有技術(shù)不能同時(shí)獲得較大斷裂拉伸率和斷裂拉伸強(qiáng)度值的彈性體。而為了滿(mǎn)足生產(chǎn)生活應(yīng)用，普遍要求材料同時(shí)具有足夠的強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，因此，催化合成序列結(jié)構(gòu)可控的高性能聚酯彈性體，使其同時(shí)具有高強(qiáng)度和韌性亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高性能脂肪族聚酯彈性體及其制備方法，所述高性能脂肪族聚酯彈性體兼具高強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種高性能脂肪族聚酯彈性體，具有式I所示結(jié)構(gòu)：

其中，n、z、y和x獨(dú)立為20～400，且均為整數(shù)；

R₁包括苯基、環(huán)己基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基；

R同時(shí)為甲基或同時(shí)為氫。

優(yōu)選的，所述高性能脂肪族聚酯彈性體包括

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述高性能脂肪族聚酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：

將ε-己內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、催化劑、引發(fā)劑和有機(jī)溶劑混合，進(jìn)行第一聚合反應(yīng)，得到聚合產(chǎn)物；

將所述聚合產(chǎn)物與交酯單體混合，進(jìn)行第二聚合反應(yīng)，得到高性能脂肪族聚酯彈性體；

所述催化劑的結(jié)構(gòu)為