一种聚酯材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚酯材料的制备方法，包括以下步骤：在惰性气氛和催化剂存在下，将环状碳酸酯和环状酸酐进行共聚，得到聚酯材料；所述催化剂包括离子盐、金属氧化物、Lewis碱、Lewis碱

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯材料的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子
，尤其涉及一种聚酯材料的制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯作为一种重要的高分子化合物，其结构的多样性赋予其各种优异的性能，这使得其制品在化纤行业、瓶类、薄膜、包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域都有广泛应用。因此，鉴于聚酯材料的重要性，开发一种新的制备方法或技术来高效、可控的制备结构与功能多样化的聚酯是一项非常有意义的工作。
[0003]目前，制备聚酯的方法主要有以下几种：
①
二元酸或二元酯与二元醇(A
‑
A+B
‑
B型)，同时具有羧基或酯基和羟基官能团单体(A
‑
B型)的逐步增长聚合，这种方法需要将产生的水、醇等小分子副产物及时排出聚合体系，并且只有当单体的转化率较高时才能得到分子量较高的聚合物，同时聚合物的分子量分布一般很宽，PDI>2；
②
内酯的链增长开环聚合(ROP)，这种制备方法基本不产生小分子副产物，并且当单体转化率较低时，聚合物的的分子量就可达到很高。但是当单体转化率较高时，体系内会发生酯交换反应等副反应，这使得内酯的进一步转化受限。此外，由于可开环聚合的内酯种类有限，其官能团多样性以及聚合后功能化的缺乏使得所制备的聚酯材料功能有限。
③
环氧化物与环状酸酐的交替共聚，由于两种共聚单体的多样性，我们可以很方便地调节所得聚酯材料的性能以及进行聚合后的改性，但美中不足的是该方法使用的原料之一为沸点较低的环氧化物，这对于设备的要求较高，同时存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚酯材料的制备方法，该方法一步法高效且可控的制备聚酯。
[0005]本专利技术提供了一种聚酯材料的制备方法，包括以下步骤：在惰性气氛和催化剂存在下，将环状碳酸酯和环状酸酐进行共聚，得到聚酯材料；所述催化剂包括离子盐、金属氧化物、Lewis碱、Lewis碱
‑
亲核试剂体系、Lewis酸、Lewis酸碱对、金属络合物和双金属氰化物中的一种或多种。该方法在催化剂包括离子盐、金属氧化物、Lewis碱、Lewis碱
‑
亲核试剂体系、Lewis酸、ewis酸碱对、金属络合物、双金属氰化物等作用下，环状碳酸酯和环状酸酐经一步法高效且可控的制备聚酯。
[0006]在本专利技术中，所述环状碳酸酯选自五元环状碳酸酯、六元环状碳酸酯、七元环状碳酸酯和更多元的环状碳酸酯中的一种或多种；
[0007]所述五元环状碳酸酯具有式Ⅰ结构：
[0008][0009]所述六元环状碳酸酯具有式Ⅱ结构：
[0010][0011]所述七元环状碳酸酯具有式Ⅲ结构：
[0012][0013]所述更多元的环状碳酸酯具有式Ⅳ结构：
[0014][0015]所述R1、R2、R3和R4均独立地选自
‑
H、
‑
Me、
‑
Et、
‑
t
Bu、
‑
OH、
‑
EtO、
‑
i
PrO、
‑
BnO、
‑
t
BuO、
‑
F、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、
‑
NO2和
‑
CF3中的一种或多种；
[0016]式Ⅳ中n为碳原子的数目。
[0017]在本专利技术中，所述环状碳酸酯选自单环状碳酸酯、双环状碳酸酯和多环状碳酸酯中的一种或多种。
[0018]在本专利技术中，所述环状酸酐选自单环酸酐、双环酸酐和多环酸酐中的一种或多种；
[0019]所述单环酸酐选自丁二酸酐、马来酸酐、戊二酸酐和庚二酸酐中的一种或多种；
[0020]所述双环酸酐选自邻苯二甲酸酐、环己烯酸酐、环己烷酸酐、环戊烷酸酐和樟脑酸酐中的一种或多种；
[0021]所述多环酸酐包括降冰片烯二酸酐及其衍生物。
[0022]在本专利技术中，所述离子盐催化剂包括具有式
Ⅴ
所示结构的催化剂、式
Ⅵ
所示结构的季铵盐和离子液体中一种或多种：
[0023][0024]所述式
Ⅴ
中X
‑
选自Cl
‑
、Br
‑
、CF3COO
‑
、N3‑
或NO3‑
；
[0025]式
Ⅵ
中的R1、R2、R3和R4独立地选自
‑
Et、
‑
n
Bu4或
‑
n
Hept4；所述Y
‑
选自Cl
‑
、Br
‑
或I
‑
；
[0026]所述离子液体选自咪唑类、吡啶类、季铵类、季鏻类、吡咯类和哌啶类中的一种或多种。
[0027]在本专利技术中，所述Lewis碱催化剂主要包括无机碱、有机碱等。无机碱包括氢氧化锂(LiOH)，氢氧化钠(NaOH)，氢氧化钾(KOH)，氢氧化镁Mg(OH)2，氢氧化镍Ni(OH)2、碳酸钠(Na2CO3)，碳酸钾(K2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)等；有机碱包括醇盐RO
‑
M
+
如甲醇钾(CH3O
‑
K
+
)、乙醇钠(EtO
‑
Na
+
)等，酚盐如苯酚钠等，胺盐如双(三甲基硅基)胺基锂([(CH3)3Si]2NLi)、双(双三甲基硅基)胺锌([[(CH3)3Si]2N]2Zn)等，羧酸盐如辛酸亚锡Sn(Oct)2、乙酸钾(CH3COO
‑
K
+
)等，1
‑
叔丁基
‑
4,4,4
‑
三(二甲氨基)
‑
2,2
‑
二[三(二甲氨基)
‑
正膦亚基氨基]‑
2λ5,4λ5
‑
连二(磷氮基化合物)(tBu
‑
P4)、1
‑
叔丁基
‑
2,2,4,4,4
‑
五(二甲氨基)
‑
2λ5,4λ5
‑
连二(磷氮基化合物)(tBu
‑
P2)、1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯(DBU)、4
‑
二甲氨基吡啶(DMAP)、1,5,7
‑
三氮杂二环[4.4.0]癸
‑5‑
烯(TBD)、7
‑
甲基
‑
1,5,7
‑
三氮杂二环[4.4.0]癸
‑5‑
烯(MTBD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯材料的制备方法，包括以下步骤：在惰性气氛和催化剂存在下，将环状碳酸酯和环状酸酐进行共聚，得到聚酯材料；所述催化剂包括离子盐、金属氧化物、Lewis碱、Lewis碱
‑
亲核试剂体系、Lewis酸、Lewis酸碱对、金属络合物和双金属氰化物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环状碳酸酯选自五元环状碳酸酯、六元环状碳酸酯、七元环状碳酸酯和更多元的环状碳酸酯中的一种或多种；所述五元环状碳酸酯具有式Ⅰ结构：所述六元环状碳酸酯具有式Ⅱ结构：所述七元环状碳酸酯具有式Ⅲ结构：所述更多元的环状碳酸酯具有式Ⅳ结构：所述R1、R2、R3和R4均独立地选自
‑
H、
‑
Me、
‑
Et、
‑
t
Bu、
‑
OH、
‑
EtO、
‑
i
PrO、
‑
BnO、
‑
t
BuO、
‑
F、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、
‑
NO2和
‑
CF3中的一种或多种；式Ⅳ中n为碳原子的数目。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述环状碳酸酯选自单环状碳酸酯、双环状碳酸酯和多环状碳酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环状酸酐选自单环酸酐、双环酸酐和多环酸酐中的一种或多种；
所述单环酸酐选自丁二酸酐、马来酸酐、戊二酸酐和庚二酸酐中的一种或多种；所述双环酸酐选自邻苯二甲酸酐、环己烯酸酐、环己烷酸酐、环戊烷酸酐和樟脑酸酐中的一种或多种；所述多环酸酐包括降冰片烯二酸酐及其衍生物。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子盐催化剂包括具有式
Ⅴ
所示结构的催化剂、式
Ⅵ
所示结构的季铵盐和离子液体中一种或多种：所述式
Ⅴ
中X
‑
选自Cl
‑
、Br
‑
、CF3COO
‑
、N3‑
或NO3‑
；式
Ⅵ
中的R1、R2、R3和R4独立地选自
‑
Et、
‑
n
Bu4或
‑
n
Hept4；所述Y
‑
选自Cl
‑
、Br
‑
或I
‑
；所述离子液体选自咪唑类、吡啶类、季铵类、季鏻类、吡咯类和哌啶类中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物选自氧化铈、氧化钙、七氧化二锰、五氧化二锰和氧化铝中的一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：游怀，刘顺杰，王献红，
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：