聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。该复合材料按照重量份数计包括：聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯100重量份、聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯0.01‑99.99重量份、助剂0.01‑60.00重量份，所述助剂由载体经末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯后得到。本发明专利技术还提供一种聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的制备方法。本发明专利技术的复合材料具有良好的韧性和抗冲击强度。

Poly 2,5- furan two formic acid glycol ester / polyadipic acid terephthalic acid butanediol composite material and preparation method thereof

The invention provides a poly (2,5) furan two formic acid glycol ester / polyadipic acid butylene terephthalate composite and a preparation method thereof, which belong to the field of composite materials. The composite materials include 100 weight portions of poly 2,5 furan two formic acid glycol ester, 99.99 weight portion of polyadipic acid butylene terephthalate, 99.99 weight portion of polyhexanedioic acid butylene terephthalate, and 60 weight portion of auxiliary 0.01. The additive is grafted in turn after the carrier is modified by the silane coupling agent with isocyanic acid root at the end. Two formic acid glycol ester and poly (adipic acid) butylene terephthalate were obtained. The invention also provides a preparation method of poly (2,5 furfuryl two formic acid glycol ester / poly (adipic acid) terephthalic acid butanediol composite material. The composite material of the invention has good toughness and impact strength.

【技术实现步骤摘要】
聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)是一种新型基于可再生资源聚酯材料，其原料2,5-呋喃二甲酸及乙二醇可来源于自然界。PEF具有良好的热性能，PEF玻璃化转变温度为84℃，熔点为211℃，起始热分解温度370℃，PET玻璃化转变温度为68℃，熔点为254℃，起始热分解温度407℃，PEF与PET的热性能相近；PEF具有良好力学性能，拉伸模量2070Mpa，拉伸模量66.7Mpa，断裂伸长率4.2％；PEF对水的阻隔性是PET的2.8倍，对氧的阻隔性是PET的11倍，对二氧化碳的阻隔性是PET的19倍，可见,PEF具有替代PET的潜质，具有向生物材料、医用材料等方面发展的潜力。但PEF与PET一样，同样存在韧性和抗冲击强度差的问题，这将会限制它的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的PEF材料韧性和抗冲击强度差的问题，而提供一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。本专利技术首先提供一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，按照重量份数计，包括：聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯100重量份聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯0.01-99.99重量份助剂0.01-60.00重量份所述的助剂是将载体经末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯后得到；所述载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1-100nm。优选的是，所述的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的比浓粘度≥0.20dL/g,重均分子量＞1×103。优选的是，所述的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度≥0.20dL/g,重均分子量＞1×103。所述用于接枝的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为1×103-1×104。优选的是，所述的助剂的制备方法，包括：步骤一：将载体、末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂和有机溶剂混合，在30-130℃下反应1-8h，过滤洗涤后，得到表面修饰的载体；所述的载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1-100nm；步骤二：将表面修饰的载体、有机溶剂和聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯混合，在30-130℃下反应1-8h，然后加入聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯，继续反应1-8h后，过滤除去有机溶剂后，得到助剂。优选的是，所述的末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、4-异氰酸酯基丁基三乙氧基硅烷或4-异氰酸酯基丁基三乙甲氧基硅烷中的一种或多种。优选的是，所述的末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂的加入量为载体质量的1-40％。优选的是，所述的步骤一和步骤二中的有机溶剂为甲苯、苯、氯仿、四氢呋喃、环己烷、乙酸乙酯、邻氯苯酚、苯酚、三氟醋酸、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。优选的是，所述的步骤二中，所述的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的加入量为表面修饰的载体的质量的0.01-40％；聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的的加入量为表面修饰的载体的质量的0.01-40％。本专利技术还提供一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的制备方法，该方法包括：将聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯与助剂混合挤出，得到聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料。本专利技术的有益效果本专利技术提供一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法，该复合材料按照重量份数计，包括：聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯100重量份、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯0.01-99.99重量份、助剂0.01-60.00重量份，所述助剂由载体经末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯后得到；所述载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1-100nm。与现有技术相比，本专利技术的首先通过将聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯和柔性聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共混改善PEF的韧性和抗冲击强度，同时通过在复合材料通过添加助剂，可提高共混物的界面相容性，并且助剂中的纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛可起到增强共混物的作用，使得得到的复合材料具有良好的韧性和抗冲击强度。具体实施方式本专利技术首先提供一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，按照重量份数计，包括：聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯100重量份、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯0.01-99.99重量份、助剂0.01-60.00重量份；更优选为：聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯100重量份、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯3-97重量份、助剂0.6-37重量份；按照本专利技术，所述助剂由载体经末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯后得到；所述载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1-100nm。本专利技术通过在复合材料通过添加助剂，可提高共混物的界面相容性，并且助剂中的纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛可起到增强共混物的作用。按照本专利技术，所述的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的比浓粘度优选≥0.20dL/g,更优选为0.79-1.20dL/g，重均分子量优选大于1×103；所述的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度优选≥0.20dL/g,更优选为0.30-0.75dL/g，最优选为0.35-0.62dL/g，重均分子量优选大于1×103。本专利技术所述的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的粘度是影响复合材料力学性能的重要参数，当粘度过低时，分子量小，复合材料的力学性能差。本专利技术所述用于接枝的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的重均分子量优选为1×103-1×104，更优选为1.5×103-9.5×103，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量优选为1×103-1×104，更优选为1.5×103-9.5×103，本专利技术用于接枝的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯是影响复合材料性能的重要参数，当聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量高于1×104时，聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯不易接枝在载体上。按照本专利技术，所述的助剂的制备方法，优选包括：步骤一：将载体、末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂和有机溶剂混合，在30-130℃下反应1-8h，优选为在80-95℃反应5-7h，将反应产物分散液通过旋转蒸发，固体洗涤和过滤后，得到表面修饰的载体；所述的载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，粒径为1-100nm；优选为20-50nm；所述的末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂优选为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、4-异氰酸酯基丁基三乙氧基硅烷或4-异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，按照重量份数计，包括：聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯      100重量份聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯   0.01‑99.99重量份助剂                          0.01‑60.00重量份所述的助剂是将载体经末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯后得到；所述载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1‑100nm。

【技术特征摘要】
1.一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，按照重量份数计，包括：聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯100重量份聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯0.01-99.99重量份助剂0.01-60.00重量份所述的助剂是将载体经末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂修饰后，依次接枝聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯后得到；所述载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1-100nm。2.根据权利要求1所述的一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，所述的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的比浓粘度≥0.20dL/g,重均分子量＞1×103。3.根据权利要求1所述的一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，所述的聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度≥0.20dL/g,重均分子量＞1×103。4.根据权利要求1所述的一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，所述用于接枝的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯与聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为1×103-1×104。5.根据权利要求1所述的一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯/聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，其特征在于，所述的助剂的制备方法，包括：步骤一：将载体、末端带有异氰酸根的硅烷偶联剂和有机溶剂混合，在30-130℃下反应1-8h，过滤洗涤后，得到表面修饰的载体；所述的载体为纳米二氧化硅和/或纳米二氧化钛，平均粒径为1-100nm；步骤二：将表面修饰的载体、有机溶剂和聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，姜敏，张强，王瑞，
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：吉林,22