一种改性聚酯聚合物及其制备方法、聚酯纤维及其应用技术

本发明专利技术提供了一种改性聚酯聚合物及其制备方法、聚酯纤维及其应用，属于功能材料技术领域。本发明专利技术利用巯基‑烯点击化学反应制备二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷，以其作为改性剂与对苯二甲酸、乙二醇进行酯化反应，可以将笼型八聚倍半硅氧烷接枝到聚酯高分子化合物的侧链上，方法操作简单，成本低且环保；所得改性聚酯聚合物具有较好的特性粘数和熔融指数，以所述改性聚酯聚合物为原料能够制备得到抗张强度高、耐温性能好的聚酯纤维，可应用在水处理领域中作为高压环境下两张RO膜特别是碟管式反渗透膜片中间的支撑隔网，在外部压力增大时能提高RO膜的使用寿命。

A modified polyester polymer and its preparation method, polyester fiber and its application

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚酯聚合物及其制备方法、聚酯纤维及其应用
本专利技术涉及功能材料
，具体涉及一种改性聚酯聚合物及其制备方法、聚酯纤维及其应用。
技术介绍
反渗透膜(RO膜)具有净化率高、成本低等优点，目前广泛应用于废水处理、硬水软化、海水淡化以及饮用水纯化等领域。在实际应用中，RO膜组件一般是由RO膜-支撑隔网-RO膜的三层膜结构组成，其中支撑隔网主要提供力学支撑和起到透过液导流作用，能够起到提高RO膜使用寿命的目的，一般是由聚酯纤维形成。随着反渗透技术的发展，为了提高水的渗透速率，施加的压力越来越大，其中，碟管式反参透技术已经从原来的9.0MPa提高到16.0MPa，目前还在继续尝试更高的施加压力，这对于支撑隔网的抗张强度提出了更高的要求。笼型聚倍半硅氧烷，英文名称为polyhedraloligomericsilsesquioxane，简称POSS，通式为(RSiO3/2)n，结构上包括Si-O-Si交替连接的硅氧骨架组成的无机内核，在其八个顶角上Si原子所连接的基团R可以为反应性基团，也可以为惰性基团。POSS是一种纳米材料，与聚合物可以形成POSS/聚合物纳米复合材料，是最新发展起来的一种高性能有机无机杂化材料，以POSS为无机相，无机相与有机相之间通过强的化学键结合，不存在无机粒子的团聚和两相界面结合力弱的问题，因此很容易通过共聚、接枝或共混等方式与聚合物基体进行复合制备。POSS/聚合物纳米复合材料的综合性能优异，主要表现在：(1)可以使复合材料的使用温度增加；(2)可以提高复合材料的力学性能；(3)可以改善复合材料的加工性能；(4)可以使复合材料具有显著的延迟燃烧特性。申请公布号为CN106565942A的中国专利技术申请专利公开了一种POSS改性聚丁二酸丁二醇酯的制备方法，提高了聚丁二酸丁二醇酯的力学强度。该方法先制备POSS二元醇，再由POSS二元醇改性聚丁二酸丁二醇酯。其中制备POSS二元醇包括先由三羟基七聚笼型硅氧烷与四氯化硅制备氯化POSS，氯化POSS水解制备羟基化POSS，羟基化POSS与二甲基一氯硅烷反应制备烷基化POSS，烷基化POSS和四氢邻苯二甲酸酐反应得到酸酐化POSS，酸酐化POSS发生还原和开环得到POSS二元醇，该方法步骤繁琐、成本高、不环保。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性聚酯聚合物及其制备方法、聚酯纤维及其应用，本专利技术提供的改性聚酯聚合物的制备方法操作简单，成本低且环保；以本专利技术提供的改性聚酯聚合物为原料制备得到的聚酯纤维具有优异的力学性能和耐温性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种改性聚酯聚合物的制备方法，包括以下步骤：将对苯二甲酸、乙二醇和改性剂混合，将所得反应料液进行酯化反应，得到改性聚酯聚合物；其中，所述改性剂包括二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷；所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到；所述二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和3-巯基-1,2-丙二醇在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到。优选地，制备二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷和二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷所需笼型八聚倍半硅氧烷的化学通式为R7ViSi8O12，其中，R独立地包括异丁基、甲基、苯基、环戊基或环己基，Vi为乙烯基。优选地，制备所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷时，笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸的摩尔比为1：(1～1.5)；紫外光的主波长为365nm，光强度为0.05～0.5mW/cm2；巯基-烯点击化学反应的时间为1～30min。优选地，制备所述二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷时，笼型八聚倍半硅氧烷和3-巯基-1,2-丙二醇的摩尔比为1：(1～1.5)；紫外光的主波长为365nm，光强度为0.05～0.5mW/cm2；巯基-烯点击化学反应的时间为1～30min。优选地，所述对苯二甲酸、乙二醇和改性剂的摩尔比为(95～125)：(95～125)：(1～20)。优选地，所述酯化反应包括以下步骤：将所述反应料液在250～275℃条件下进行第一酯化反应，至酯化率达到92％以上；向所得中间产物体系中加入三氧化锑，在负压＜5000Pa、275～280℃条件下进行第二酯化反应2.5～4h。本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的改性聚酯聚合物。优选地，所述改性聚酯聚合物的特性粘数为0.66～0.92dL/g，熔融指数为9～15g/10min。本专利技术提供了一种聚酯纤维，以上述技术方案所述改性聚酯聚合物为原料制备得到。本专利技术提供了上述技术方案所述聚酯纤维作为反渗透膜组件中支撑隔网的应用。本专利技术提供了一种改性聚酯聚合物的制备方法，包括以下步骤：将对苯二甲酸、乙二醇和改性剂混合，将所得反应料液进行酯化反应，得到改性聚酯聚合物；其中，所述改性剂包括二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷；所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到；所述二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和3-巯基-1,2-丙二醇在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到。本专利技术利用巯基-烯点击化学反应制备二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷，以其作为改性剂与对苯二甲酸、乙二醇进行酯化反应，可以将笼型八聚倍半硅氧烷接枝到聚酯高分子化合物的侧链上，使所得改性聚酯聚合物具有较好的特性粘数和熔融指数，以所述改性聚酯聚合物为原料能够制备得到抗张强度高、耐温性能好的聚酯纤维，可应用在水处理领域中作为高压环境下两张RO膜特别是碟管式反渗透膜片中间的支撑隔网，在外部压力增大时能提高RO膜的使用寿命。实施例的结果显示，本专利技术提供的改性聚酯聚合物的特性粘数为0.66～0.92dL/g，熔融指数为9～15g/10min；聚酯纤维的抗张强度为6.3～7.4cN/dtex，氮气条件下初始降解温度为292～305℃。此外，本专利技术提供的改性聚酯聚合物的制备方法操作简单、反应步骤少、反应条件温和、成本低且环保，适于规模化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种改性聚酯聚合物的制备方法，包括以下步骤：将对苯二甲酸、乙二醇和改性剂混合，将所得反应料液进行酯化反应，得到改性聚酯聚合物；其中，所述改性剂包括二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷；所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到；所述二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和3-巯基-1,2-丙二醇在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚酯聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将对苯二甲酸、乙二醇和改性剂混合，将所得反应料液进行酯化反应，得到改性聚酯聚合物；/n其中，所述改性剂包括二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷；/n所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到；/n所述二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和3-巯基-1,2-丙二醇在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性聚酯聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将对苯二甲酸、乙二醇和改性剂混合，将所得反应料液进行酯化反应，得到改性聚酯聚合物；
其中，所述改性剂包括二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷或二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷；
所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到；
所述二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷由笼型八聚倍半硅氧烷和3-巯基-1,2-丙二醇在光引发剂存在和紫外光照射条件下发生巯基-烯点击化学反应制备得到。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷和二羟基改性笼型八聚倍半硅氧烷所需笼型八聚倍半硅氧烷的化学通式为R7ViSi8O12，其中，R独立地包括异丁基、甲基、苯基、环戊基或环己基，Vi为乙烯基。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，制备所述二羧基改性笼型八聚倍半硅氧烷时，笼型八聚倍半硅氧烷和2-巯基丁二酸的摩尔比为1：(1～1.5)；紫外光的主波长为365nm，光强度为0.05～0.5mW/cm2；巯基-烯点击化学反应的时间为1～30min。


4.根据权利要求1或2所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周静，严滨，马志鹏，钟汀梁，
申请(专利权)人：科诺思膜技术厦门有限公司，厦门嘉戎技术股份有限公司，厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35