自修复新型聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自修复新型聚酯及其制备方法，该自修复新型聚酯的Mn为20000～30000，Mw为30000～40000，Mw/Mn为1.2～1.6，所述自修复新型聚酯的特性粘度大于0.7dL/g。该自修复新型聚酯由2

【技术实现步骤摘要】
自修复新型聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及自修复新型聚酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)是一种低毒低粘度、无色透明的液体二元醇，MPO的甲基侧基结构和溶剂相容性较其他二元醇更好，分子结构独特，性能优良，可选择多种二元酸制备聚酯，发展前景广阔。
[0003]目前，MPO主要作为第三单体与其他二元醇和二元酸制备聚酯，MPO的加入量较少，采用MPO作为主要单体与二元酸直接反应制备的聚酯未见公开报道。

技术实现思路

[0004]为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，研究出一种自修复新型聚酯及其制备方法，该自修复新型聚酯由2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体制备得到，该自修复新型聚酯的Mw/Mn为1.2～1.6，特性粘度大于0.7dL/g，该自修复新型聚酯为非晶化合物，具有形状可恢复性(或称为自修复性)，良好的可纺性，由该自修复新型聚酯所制备的新型聚酯纤维具有高湿热收缩率，具有良好的应用前景，该自修复新型聚酯制备方法简单、原料易得，可用于大规模工业化生产，从而完成本专利技术。
[0005]本专利技术的目的一方面在于提供一种自修复新型聚酯，所述新型聚酯的Mn为20000～30000，Mw为30000～40000，Mw/Mn为1.2～1.6，
[0006]所述自修复新型聚酯的特性粘度大于0.7dL/g。
[0007]所述自修复新型聚酯由2-甲基-1,3-丙二醇和二甲酸单体聚合制得，所述2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体的摩尔比为(1.2～1.8)：1。
[0008]所述自修复新型聚酯由包括以下步骤的方法制备：
[0009]步骤1、酯化反应：将2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体加入到反应容器中，进行酯化反应，得到酯化产物；
[0010]步骤2、缩聚反应：将酯化产物进行缩聚，得到自修复新型聚酯。
[0011]本专利技术的另一方面在于提供一种自修复新型聚酯的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0012]步骤1、酯化反应：将2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体加入到反应容器中，进行酯化反应，得到酯化产物；
[0013]步骤2、缩聚反应：将酯化产物进行缩聚，得到自修复新型聚酯。
[0014]步骤1中，2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体采用直接酯化法，得到酯化产物，
[0015]所述二甲酸单体选自对苯二甲酸、或对苯二甲酸与间苯二甲酸的混合酸；
[0016]所述酯化反应的温度为200～260℃，排水期间控制反应容器内压力为200～330kPa。
[0017]在酯化反应结束后，缩聚反应前，加入缩聚催化剂，优选地，在酯化反应结束后，缩
聚反应前，将反应体系抽真空10-60min，再加入缩聚催化剂。
[0018]所述缩聚催化剂为钛系催化剂，优选选自钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯或钛酸四异辛酯中的一种或几种。
[0019]所述缩聚催化剂的加入质量为二甲酸单体质量的0.1～1％。
[0020]步骤2中，缩聚反应温度为210～280℃，缩聚反应真空度为10～100Pa。
[0021]在缩聚反应前还加入助剂，所述助剂包括热稳定剂、抗氧化剂中的一种或两种，
[0022]所述热稳定剂的加入量为二甲酸单体质量的0.1～0.5％，
[0023]所述热稳定剂为磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯中的一种或几种。
[0024]本专利技术所具有的有益效果为：
[0025](1)本专利技术提供了一种自修复新型聚酯，该自修复新型聚酯由2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体制备得到，所得自修复新型聚酯的Mw/Mn为1.2～1.6；
[0026](2)本专利技术提供该自修复新型聚酯的制备方法，探索出制备该自修复新型聚酯适用的缩聚催化剂及其用量，以及缩聚催化剂的加入时间与加入方式，使得催化效果较好，且缩聚反应稳定且可控；
[0027](3)本专利技术以2-甲基-1,3-丙二醇为醇单体制备自修复新型聚酯，填补了以2-甲基-1,3-丙二醇为主要的醇单体制备自修复新型聚酯的空白，拓宽了其应用，并且，所得自修复新型聚酯具有良好的形状可恢复性，经过弯折的自修复新型聚酯在温度55℃以上具有极高的形状恢复率，能达到99.3％以上；
[0028](4)本专利技术的自修复新型聚酯具有良好的可纺性，所制备的新型聚酯纤维湿热收缩率高，具有良好的应用前景；
[0029](5)本专利技术的自修复新型聚酯的制备方法简单、易于实现，可大规模工业化生产。
附图说明
[0030]图1示出本专利技术实验例1所得红外谱图；
[0031]图2示出本专利技术实验例3所得GPC色谱图和分子量分布视图；
[0032]图3示出本专利技术实验例4中实施例1-7所得自修复新型聚酯的一次升温DSC曲线；
[0033]图4示出本专利技术实验例4中实施例1-2所得自修复新型聚酯在100℃退火处理的2h、4h和6h的DSC升温曲线；
[0034]图5示出本专利技术实验例4中实施例1-7所得自修复新型聚酯的TG曲线；
[0035]图6示出图5中的局部放大图；
[0036]图7示出实验例5中实施例10所得自修复新型聚酯在225℃、230℃和235℃下的剪切速率与剪切粘度关系；
[0037]图8示出实验例5中实施例13所得自修复新型聚酯在225℃、230℃和235℃下的剪切速率与剪切粘度关系；
[0038]图9示出本专利技术实验例6中自修复新型聚酯样条变形前和变形后的图片。
具体实施方式
[0039]下面通过附图和优选实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术
的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0040]根据本专利技术，提供一种自修复新型聚酯，该自修复新型聚酯由2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)与二甲酸单体制备得到，优选地，使2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体进行酯化反应并得到酯化产物，使酯化产物进行缩聚反应制得自修复新型聚酯。
[0041]根据本专利技术，所述二甲酸单体选自对苯二甲酸或对苯二甲酸与间苯二甲酸的混合酸，优选为对苯二甲酸(PTA)。
[0042]根据本专利技术，由MPO和PTA制备得到自修复新型聚酯MPTT。
[0043]根据本专利技术一种优选的实施方式，所述酯化产物具有如式(I)所示结构：
[0044][0045]根据本专利技术，所述自修复新型聚酯具有如下式(II)所示的结构：
[0046][0047]根据本专利技术的优选实施方式，以2-甲基-1,3-丙二醇为二醇单体与对苯二甲酸直接酯化、缩聚反应，不添加其他醇单体，得到自修复新型聚酯。专利技术人理论推测：同PTT分子结构相比，MPTT上侧链甲基的存在破坏了分子结构的完整性，大分子链结构不对称性导致该聚酯不易结晶，当温度达到能够使分子链链段开始运动的温度，由于非晶结构对分子链的束缚较小，分子链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复新型聚酯，其特征在于，所述新型聚酯由2-甲基-1,3-丙二醇单体和二甲酸单体酯化聚合获得，其Mn为20000～30000，Mw为30000～40000，Mw/Mn为1.2～1.6，所述新型聚酯的特性粘度大于0.7dL/g。2.根据权利要求1所述的自修复新型聚酯，其特征在于，所述2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体的摩尔比为(1.2～1.8)：1。3.根据权利要求1或2所述的自修复新型聚酯，其特征在于，所述自修复新型聚酯由包括以下步骤的方法制备：步骤1、酯化反应：将2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体加入到反应容器中，进行酯化反应，得到酯化产物；步骤2、缩聚反应：将酯化产物进行缩聚，得到自修复新型聚酯。4.一种自修复新型聚酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、酯化反应：将2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体加入到反应容器中，进行酯化反应，得到酯化产物；步骤2、缩聚反应：将酯化产物进行缩聚，得到自修复新型聚酯。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，2-甲基-1,3-丙二醇与二甲酸单体采用直接酯化法，得到酯化产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑虓，姚春海，高建伟，
申请(专利权)人：北京水木滨华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：