[發(fā)明專利]一種共聚酯及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111453934.7
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN116199873A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周光遠(yuǎn);姜敏;許占威;易靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C08G63/685
• 分類號(hào): C08G63/685;C08G63/78;C08G63/81
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 曲凱歌;毛薇

本發(fā)明公開了一種共聚酯及其制備方法與應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。所述共聚酯具有下式所示結(jié)構(gòu)：式中，x、y為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)，x≥3，y≥3；x與y的比例為100:(1～2000)；R₁和R₃來源于二元酸，R₂和R₄來源于二元醇；所述二元醇選自烴類二元醇或雙呋喃環(huán)二元醇；R₂和R₄至少有一個(gè)來源于雙呋喃環(huán)二元醇。本發(fā)明采用綠色溶劑能替代非綠色溶劑，在安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等方面產(chǎn)生積極意義，同時(shí)通過改變烴類二元醇與雙呋喃環(huán)二元醇的摩爾比，可以方便地調(diào)控共聚酯的結(jié)構(gòu)與性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共聚酯及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，由于化石資源的快速消耗和環(huán)境污染的加劇，以可再生資源為原料，采用環(huán)境友好的方法生產(chǎn)生物基聚合物越來越受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。

來源于生物質(zhì)中的單體，可以進(jìn)一步聚合成完全生物可再生聚酯，改善甚至取代目前廣泛用于飲料包裝的基于化石的聚酯化合物，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)是一種由2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和乙二醇(EG)衍生的生物基聚酯。PEF具有良好的可持續(xù)性和優(yōu)越的機(jī)械性能、熱性能以及氣體阻隔性能，被認(rèn)為是未來與PET競爭的另一重要商品。獲得綜合性能優(yōu)異的2,5-呋喃二甲酸基聚酯材料越來越受到人們的廣泛關(guān)注，F(xiàn)DCA和EG都可以以淀粉、纖維素或半纖維素等生物質(zhì)為原料合成。溶液法制備生物基聚酯具有反應(yīng)條件溫和副反應(yīng)少的優(yōu)點(diǎn)，但通常使用的溶劑有N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氯乙烷和氯仿等，這些溶劑因其優(yōu)異的極性和溶解性而被廣泛應(yīng)用。然而，這些溶劑不可避免的毒性以及大量廢水和高能量投入對自然環(huán)境造成的危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種綠色溶劑合成共聚酯的制備方法與應(yīng)用，該材料的合成單體來源于生物質(zhì)資源。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種共聚酯，所述共聚酯具有式Ⅰ所示結(jié)構(gòu)：

式I中，x、y為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)，x≥3，y≥3；x與y的比例為100:(1～2000)；所述共聚酯的共聚方式為無規(guī)共聚；

R₁選自C₁～C₂₀的亞烷基A或

R₂選自C₁～C₂₀的亞烷基B或式Ⅱ所示取代基或式Ⅲ所示取代基；

R₃選自C₁～C₂₀的亞烷基C或

R₄選自C₁～C₂₀的亞烷基D或式Ⅱ所示取代基或式Ⅲ所示取代基；

所述R₂、R₄中的至少一個(gè)選自式Ⅱ所示取代基或式Ⅲ所示取代基；

式Ⅱ中，R₅選自C₂～C₅的烷基、C₆～C₈的芳基、C₆～C₈的取代芳基中的一種；n為1或2；所述取代芳基具有式Ⅳ所示結(jié)構(gòu)；

式Ⅳ中，R₇選自鹵素或C₁～C₆的烷氧基中的一種；m為1、2或3；