本发明专利技术提供一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制备方法，该材料的结构式由通式(1)和通式(2)表示的结构单元组成。本发明专利技术还提供一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料的制备方法。本发明专利技术将2,6-萘二甲酸(2,6-萘二甲酸二酯类化合物)，2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物)，与二醇进行直接酯化或酯交换反应，制备了共聚酯材料，生物基单体2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物)有利于增加2,6-萘二甲酸基聚酯的生物基含量，提高其韧性，增加其阻隔性能。增加其阻隔性能。
【技术实现步骤摘要】
一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制备方法
[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]由于石油资源的紧缺，从生物质资源合成的生物基聚酯材料越来越受到人们的重视。Banerjee A等报道了2,5-呋喃二甲酸可由糠酸和二氧化碳反应得到，而糠酸可由糠醛氧化得到，糠醛可由生物质玉米芯制备，因此，2,5-呋喃二甲酸是一种来源于生物质资源的单体(Nature,2016,531(7593):215-219)。文献报道2,5-噻吩二甲酸可由己二酸与氯化亚砜反应合成(Fluid Phase Equil.2014,375:110-114和Thermochim.Acta,2014,592:52-57)。而己二酸可由生物质资源葡萄糖二酸或粘康酸合成(J.Biotechnol.2013,167:75-84)。因此，2,5-噻吩二甲酸也是一种来源于生物质资源的单体。
[0003]基于2,6-萘二甲酸和各种二醇合成的聚酯，由于其原料2,6-萘二甲酸或其二酯衍生物来源于石油资源。石油资源的日益枯竭和石油开采过程带来的环境污染，限制了2,6-萘二甲酸基均聚酯的应用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了提供一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料及其制备方法，该材料的主要合成单体来源于生物质资源，因此，采用生物基单体2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物)，与各种二醇，及2,6-萘二甲酸或其二酯衍生物，共聚合成聚酯，可增加2,6-萘二甲酸基聚酯的生物基含量，同时，生物基单体的引入可破坏链的规整性，降低其结晶度，提高其韧性，增加其使用范围。由于2,5-噻吩二甲酸或2,5-呋喃二甲酸的两个羰基之间存在一定的键角，同时，环上还含有杂原子氧原子或硫原子，分子间作用力大。因此，2,5-噻吩二甲酸或2,5-呋喃二甲酸的引入，可增加2,6-萘二甲酸基聚酯的阻隔性。
[0005]本专利技术一方面提供一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料，所述共聚酯材料具有由下述通式(1)和通式(2)表示的结构单元组成的无规共聚酯，所述通式(1)和通式(2)如下所示：
[0006][0007]R1为二元醇的分子结构；所述二元醇(HO-R
1-OH)为乙二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的至少一种；
[0008]R2为
[0009]所述共聚酯材料数均分子量为10000g/mol-100000g/mol。
[0010]本专利技术还提供一种上述2,6-萘二甲酸基共聚酯材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一：在催化剂的作用下，将原料A、原料B和HO-R
1-OH二醇进行直接酯化或酯交换反应，得到预聚物；所述原料A为2,6-萘二甲酸或2,6-萘二甲酸二酯类化合物，所述原料B为2,5-噻吩二甲酸或2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物、2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物中的至少一种，
[0012]步骤二：将步骤一得到的预聚物抽真空进行缩聚反应，得到所述2,6-萘二甲酸基共聚酯材料。
[0013]基于以上技术方案，优选的，所述HO-R
1-OH为乙二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的至少一种。
[0014]基于以上技术方案，优选的，所述步骤一所述的直接酯化或酯交换反应温度为120-300℃，反应时间为1-12小时；
[0015]所述步骤二的缩聚反应温度为150-300℃，真空度为5-150Pa，反应时间为1-12小时。
[0016]基于以上技术方案，优选的，所述步骤一所述的催化剂为锑类、锡类、锗类、钛类、锌类催化剂。
[0017]基于以上技术方案，优选的，所述的锑类催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑、或醋酸
锑；
[0018]所述的锡类催化剂为氧化亚锡、辛酸亚锡、氯化亚锡、溴化亚锡、碘化亚锡、乙酸亚锡、草酸亚锡、硫酸亚锡或氢氧化亚锡；
[0019]所述的锗类催化剂为二氧化锗；
[0020]所述的钛类催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、或钛酸四乙酯；
[0021]所述的锌类催化剂为锌单质、氧化锌、或乙酸锌。
[0022]基于以上技术方案，优选的，所述2,6-萘二甲酸二酯类化合物为2,6-萘二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二乙酯、2,6-萘二甲酸二丙酯或2,6-萘二甲酸二丁酯中的至少一种；
[0023]2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物为2,5-呋喃二甲酸二甲酯、2,5-呋喃二甲酸二乙酯、2,5-呋喃二甲酸二丙酯或2,5-呋喃二甲酸二丁酯中的至少一种；
[0024]2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物为2,5-噻吩二甲酸二甲酯、2,5-噻吩二甲酸二乙酯、2,5-噻吩二甲酸二丙酯或2,5-噻吩二甲酸二丁酯中的至少一种。
[0025]基于以上技术方案，优选的，所述步骤一中的HO-R
1-OH二醇与原料A和原料B总摩尔的摩尔比为10：(1～100)。所述催化剂与原料A和原料B总质量的质量比为1：10000-1:200。
[0026]基于以上技术方案，优选的，所述步骤一中，原料A与原料B的摩尔比为(0.01-0.99)：(0.99-0.01)。
[0027]本专利技术还提供一种上述2,6-萘二甲酸基共聚酯材料的应用，所述聚酯材料适合应用于高韧性和高阻隔性的包装领域。
[0028]有益效果
[0029](1)本专利技术提供了一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料，该结构中引入了生物基刚性单体2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物)，因此，能提高2,6-萘二甲酸基聚酯的生物基含量，
[0030](2)生物基共聚单体2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物)的引入可破坏链的规整性，降低结晶度，因此，可增加2,6-萘二甲酸基聚酯的断裂伸长率和韧性，扩大其应用范围。
[0031](3)由于生物基共聚单体2,5-噻吩二甲酸(2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物)或2,5-呋喃二甲酸(2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物)的两个羰基之间存在一定的键角，同时，环上还含有杂原子氧原子或硫原子，分子间作用力大。因此，聚合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种2,6-萘二甲酸基共聚酯材料，其特征在于，所述共聚酯材料由下述通式(1)和通式(2)表示的结构单元组成，所述通式(1)和通式(2)如下所示：R1为二元醇的分子结构；所述二元醇为乙二醇、二甘醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的至少一种；R2为所述共聚酯材料数均分子量为10000g/mol-100000g/mol。2.一种权利要求1所述的2,6-萘二甲酸基共聚酯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在催化剂的作用下，将原料A、原料B和HO-R
1-OH二醇进行直接酯化或酯交换反应，得到预聚物；所述原料A为2,6-萘二甲酸或2,6-萘二甲酸二酯类化合物所述原料B为2,5-噻吩二甲酸或2,5-噻吩二甲酸二酯类化合物、2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸二酯类化合物中的至少一种，步骤二：将步骤一得到的预聚物抽真空进行缩聚反应，得到所述2,6-萘二甲酸基共聚酯材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一所述的直接酯化或酯交换反应温度为120-300℃，反应时间为1-12小时；所述步骤二的缩聚反应温度为150-300℃，真空度为5-150Pa，反应时间为1-12小时。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，姜敏，王国强，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。