【技术实现步骤摘要】
生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维及其制法与应用
本专利技术属于纤维
，涉及一种生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维及其制备方法与应用。
技术介绍
在过去的几十年里，合成纤维被广泛应用于诸如纺织、生物医药以及农业等多个领域。聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是这些领域中常用的聚合物之一，但其为石油基。随着近年来全球对环保和可持续发展的高度重视，生物基或部分生物基聚酯的研发方兴未艾，代表性品种有聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等。然而，上述生物基聚酯均为脂肪族，链结构中缺乏刚性环，在强度、耐热性及韧性等方面性能不足。聚酯的刚性源自对苯二甲酸(PTA)，目前无法通过生物路线大规模制备。幸运的是，生物基二元酸-2,5-呋喃二甲酸(FDCA)在结构上与PTA及其相似，因而可作为PTA的合适替代物。FDCA与生物基乙二醇(EG)聚合得到的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)为全生物基聚酯，发现其力学、热性能与PET相近，且优于上述生物基脂肪族聚酯。尽管FDCA能够通过生...
【技术保护点】
1.一种生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维，其特征在于：所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维是通过使2,5-呋喃二甲酸、对苯二甲酸、乙二醇及C
【技术特征摘要】
1.一种生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维，其特征在于：所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维是通过使2,5-呋喃二甲酸、对苯二甲酸、乙二醇及C12-C20二元醇醚组合物聚合形成2,5-呋喃二甲酸基共聚酯，之后再经熔融纺丝和热牵伸处理制得。
2.根据权利要求1所述的生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维，其特征在于：所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯为无规共聚酯；
和/或，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯的特性粘度为0.65-1.00dL/g，优选为0.70-0.95dL/g；
和/或，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯的缠结分子量为1000-1400g/mol，优选为1100-1300g/mol；
和/或，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维的单丝纤度为0.5-10dtex，优选为1-5dtex；
和/或，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维的取向度为0.30-0.95，优选为0.60-0.90；
和/或，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维的结晶度为5-70％，优选为25-65％；
和/或，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维于100～130℃进行染色时，所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维的上染率大于87％；
和/或，所述C12-C20二元醇醚组合物包括六甘醇、七甘醇、八甘醇、九甘醇、十甘醇中的任意一种或两种以上的组合。
3.权利要求1或2中任一项所述生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维的制备方法，其特征在于包括：
在保护性气氛下，使包含2,5-呋喃二甲酸、对苯二甲酸、乙二醇、C12-C20二元醇醚组合物、酯化催化剂、缩聚催化剂、稳定剂和抗氧化剂的混合反应体系发生反应制得2,5-呋喃二甲酸基共聚酯；
对所获2,5-呋喃二甲酸基共聚酯进行干燥处理，至少使所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯的含水率在70ppm以下；
以及，将所述干燥处理后的2,5-呋喃二甲酸基共聚酯进行纺丝处理，获得2,5-呋喃二甲酸基共聚酯初生纤维，之后再经热牵伸处理，制得2,5-呋喃二甲酸基共聚酯纤维。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括：
在保护性气氛下，使所述2,5-呋喃二甲酸、对苯二甲酸、乙二醇、C12-C20二元醇醚组合物与酯化催化剂混合，并于150-200℃反应1-4h，之后加入缩聚催化剂、稳定剂与抗氧化剂，并于真空度为0.01-0.05MPa、温度为180-240℃的条件下预聚1-2h，然后将真空度降至300Pa以下，并于250-270℃反应3-6h，制得所述2,5-呋喃二甲酸基共聚酯。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述2,5-呋喃二甲酸与所述2,5-呋喃二甲酸和对苯二甲酸之和的摩尔比为0.01-0.99:1；
和/或，所述C12-C20二元醇醚组合物与2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为0.01-0.05:1，优选为0.02-0.04:1；
和/或，所述C12-C20二元醇醚组合物包括六甘醇、七甘醇、八甘醇、九甘醇、十甘醇中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述乙二醇与2,5-呋喃二甲酸和对苯二甲酸之和的摩尔比为1.2-1.8:1；
和/或，所述酯化催化剂与2,5-呋喃二甲酸和对苯二甲酸之和的摩尔比为0.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，王鹏，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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