一种聚酯酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚酯酰胺及其制备方法，本发明专利技术提供的聚酯酰胺包括具有式（I）所示结构的重复单元。本发明专利技术提供的聚酯酰胺中含有式（I）所示结构的重复单元，这种聚酯酰胺具有较好的可生物降解性，避免了环境污染的问题。此外，本发明专利技术以谷氨酸和羟基数≥2的醇类化合物为原料制备聚酯酰胺，谷氨酸为可再生材料，本发明专利技术采用谷氨酸为原料制备聚酯酰胺能够节约能源，因此本发明专利技术提供的聚酯酰胺的制备方法成本较低。实验结果表明，将本发明专利技术提供的聚酯酰胺在pH值为7.4的磷酸缓冲溶液中降解，10周内聚酯酰胺的分子量下降了53%～80%，本发明专利技术提供的聚酯酰胺具有较好的可生物降解性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子聚合物制备
，尤其涉及一种聚酯酰胺及其制备方法。
技术介绍
聚酯酰胺是分子主链上含有酯链和酰胺键的聚合物。聚酯酰胺分为线型聚酯酰胺和交联型聚酯酰胺，线型聚酯酰胺主要用作仿真丝的衣料和装饰品；交联型聚酯酰胺可作为塑料或增强塑料用于机械和电器等领域的零部件。聚酯酰胺的制备方法一般为将二元醇和二元酸进行酯化反应，得到中间产物，将所述中间产物与二元胺进行缩聚反应，得到聚酯酰胺。如申请号为201010276371.4的中国专利公开了一种聚酯酰胺热熔胶的制备方法，具体过程为：将对苯二甲酸和丙二醇及二甘醇在钛酸四丁酯催化剂作用下进行酯化反应；将间苯二甲酸、脂肪族二羧酸、癸二胺和己内酰胺加入到上述酯化反应的产物中，进行缩聚反应；在上述缩聚反应体系中加入缩聚稳定剂2,6-叔丁基-4-甲基苯酚，进行减压共缩聚，得到聚酯酰胺热熔胶。现有技术制备得到的聚酯酰胺虽然具有较好的热稳定性、耐热性和耐寒性，但是这种方法制备得到的聚酯酰胺无法进行生物降解，造成了比较严重的环境污染问题。因此，制备可生物降解的聚酯酰胺是目前研究聚酯酰胺的重点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚酯酰胺及其制备方法，本专利技术提供的聚酯酰胺具有较好的可生物降解性。本专利技术提供了一种聚酯酰胺，包括具有式（I）所示结构的重复单元：式（I）中，R为亚烃基、醚基或聚醚基。优选的，所述聚酯酰胺还包括具有式（II）所示结构的重复单元：式（II）中，D为亚烃基，T为亚烃基、醚基或聚醚基；所述式（I）与式（II）按照式（III）所示的结构连接：式（III）中，R和T独立的选自亚烃基、醚基或聚醚基，D为亚烃基。优选的，所述式（I）中的R为碳原子数为2～24的亚烃基、醚基或聚醚基。优选的，所述式（II）中的D为碳原子数为2～24的亚烃基；所述式（II）中的T为碳原子数为2～24的亚烃基、醚基或聚醚基。本专利技术提供了一种聚酯酰胺的制备方法，包括：在催化剂的作用下，将谷氨酸与羟基数≥2的醇类化合物进行缩聚反应，得到聚酯酰胺。优选的，所述催化剂和谷氨酸的质量比为1:（40～10000）；所述谷氨酸和羟基数≥2的醇类化合物的摩尔比为（0.5～5）：1。优选的，所述缩聚反应的反应温度为120℃～260℃。优选的，所述缩聚反应的反应原料还包括羧基数≥2的羧酸。优选的，所述催化剂包括钛酸四丁酯、辛酸亚锡、三氧化二锑、钛酸四异丙脂、乙酸锌和三氟甲基磺酸钪中的一种或几种。优选的，所述聚酯酰胺的制备方法具体为：将谷氨酸进行二聚反应，得到谷氨酸二酮哌嗪；在催化剂的作用下，将所述谷氨酸二酮哌嗪与羟基数≥2的醇类化合物进行聚合反应，得到聚酯酰胺。本专利技术提供了一种聚酯酰胺，包括具有式（I）所示结构的重复单元。本专利技术提供的聚酯酰胺中含有式（I）所示结构的重复单元，这种聚酯酰胺具有较好的可生物降解性，避免了环境污染的问题。此外，本专利技术以谷氨酸和羟基数≥2的醇类化合物为原料制备聚酯酰胺，谷氨酸为可再生材料，本专利技术采用谷氨酸为原料制备聚酯酰胺能够节约能源，因此本专利技术提供的聚酯酰胺的制备方法成本较低。实验结果表明，将本专利技术提供的聚酯酰胺在磷酸缓冲溶液中降解，10周内聚酯酰胺的分子量下降了53%～80%，本专利技术提供的聚酯酰胺具有较好的可生物降解性。附图说明图1为本专利技术实施例1得到的聚酯酰胺预聚物的核磁共振氢谱；图2为本专利技术实施例1得到的聚酯酰胺的降解测试结果。具体实施方式本专利技术提供了一种聚酯酰胺，包括具有式（I）所示结构的重复单元：式（I）中，R为亚烃基、醚基或聚醚基。在本专利技术中，所述式（I）中的R优选为碳原子数为2～24的亚烃基、醚基或聚醚基；更优选为碳原子数为2～18的亚烃基、醚基或聚醚基；最优选为碳原子数为2～12的亚烃基、醚基或聚醚基。在本专利技术中，所述亚烃基为烃类化合物失去两个氢原子后剩余的基团，所述烃类化合物包括脂肪烃和芳香烃。本专利技术提供的包括式（I）所示结构重复单元的聚酯酰胺由谷氨酸与羟基数≥2的醇类化合物缩聚得到。在本专利技术中，当所述羟基数≥2的醇类化合物中含有醚键时，上述式（I）中的R为醚基，当所述羟基数≥2的醇类化合物中含有聚醚键时，上述式（I）中的R为聚醚基。在本专利技术中，当谷氨酸与一种二元醇缩聚时得到具有第一结构式的线型聚酯酰胺。在本专利技术中，所述具有第一结构式的线型聚酯酰胺中只含有式（i）所示结构的重复单元：式（i）中，R1为一种亚烃基、醚基或聚醚基。在本专利技术中，所述第一结构式如式（A）所示：式（A）中，R1为一种亚烃基、醚基或聚醚基；n1为聚合度，1≤n1≤1000，优选的，100≤n1≤800，更优选的，200≤n1≤600。在本专利技术中，当谷氨酸与多种二元醇缩聚时得到具有第二结构式的线型聚酯酰胺。在本专利技术中，所述具有第二结构式的线型聚酯酰胺中含有多种重复单元，这些重复单元可以用式（ii）、式（iii）和式（iv）表示：式（ii）、式（iii）和式（iv）中的R2、R3和Rn可以表示多种亚烃基、多种醚基或多种聚醚基；也可以表示多种亚烃基和醚基、多种亚烃基和聚醚基或多种醚基和聚醚基；还可以表示多种亚烃基、醚基和聚醚基。在本专利技术中，所述第二结构式由多种具有式（ii）、式（iii）和式（iv）所示结构的重复单元无序列规则连接而成，如式（B）所示：式（B）中，R2、R3和Rn可以表示多种亚烃基、多种醚基或多种聚醚基；也可以表示多种亚烃基和醚基、多种亚烃基和聚醚基或多种醚基和聚醚基；还可以表示多种亚烃基、醚基和聚醚基；n2、n3和nn为聚合度，1≤n2≤1000，1≤n3≤1000，1≤nn≤1000；优选的，100≤n2≤800，100≤n3≤800，100≤nn≤800；更优选的，200≤n2≤600，200≤n3≤600，200≤nn≤600。在本专利技术中，所述二元醇优选为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、异山梨醇、对苯二甲醇、间苯二甲醇、邻苯二甲醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、新戊二醇、1,2-戊二醇、1,3-环戊二醇、1,2-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、三缩四乙二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,2-环辛二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、五甘醇、六甘醇、七甘醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯酰胺，包括具有式（I）所示结构的重复单元：式（I）中，R为亚烃基、醚基或聚醚基。

【技术特征摘要】
1.一种聚酯酰胺，包括具有式（I）所示结构的重复单元：
式（I）中，R为亚烃基、醚基或聚醚基。
2.根据权利要求1所述的聚酯酰胺，其特征在于，还包括具有式（II）
所示结构的重复单元：
式（II）中，D为亚烃基，T为亚烃基、醚基或聚醚基；
所述式（I）与式（II）按照式（III）所示的结构连接：
式（III）中，R和T独立的选自亚烃基、醚基或聚醚基，D为亚烃基。
3.根据权利要求1所述的聚酯酰胺，其特征在于，所述式（I）中的R
为碳原子数为2～24的亚烃基、醚基或聚醚基。
4.根据权利要求2所述的聚酯酰胺，其特征在于，所述式（II）中的D
为碳原子数为2～24的亚烃基；
所述式（II）中的T为碳原子数为2～24的亚烃基、醚基或聚醚基。
5.一种聚酯酰胺的制备方法，包括：
在催化剂的作用下，将谷氨酸与羟基数≥2的醇类化合物进行缩聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松，季生象，刘亚栋，韩苗苗，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：