一种刺激感应共聚材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种刺激感应共聚材料及其制备方法，该共聚材料包括如下原料组分制成：聚酯、脂肪族长链烷基二元酸和刺激感应添加剂，脂肪族长链烷基二元酸在聚酯和脂肪族长链烷基二元酸的共聚酯中质量百分比为7.0％～30％，刺激感应添加剂在刺激感应共聚材料中的质量百分比为0.1％～2.0％。本发明专利技术赋予改性共聚酯充分的活动空间使刺激感应添加剂在温度、紫外光的作用下完成相关化学反应，达到刺激感应的效果。本发明专利技术制备的刺激感应改性共聚酯的结晶度降低了15％以上，具有充足的分子活动空间，制备的共聚酯刺激感应时间在5min以内；相比常规聚酯熔点降低15℃以下，有机添加剂不会热解失效。热解失效。

【技术实现步骤摘要】
一种刺激感应共聚材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种共聚材料及其制备方法，尤其涉及一种刺激感应共聚材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着聚酯的应用越来越多，常规聚酯呈现供大于求的趋势，功能型共聚酯的改性要求也越来越高，后道用户开发光敏、温敏等刺激感应产品的需求越来越强烈。
[0003]为制备具有刺激感应性能的聚酯及后道产品，专利CN 201610096931.5提供了一种聚酰胺/聚酯光敏变色复合纤维，所述的复合纤维为皮芯型复合纤维，以加有光致变色体的聚酰胺纤维为皮层，以加有光致变色体的聚酯纤维为芯层，其使用的光致变色体为基于苯并噻吩砜烯桥的二噻吩乙烯光致变色体，其在常规聚酯加工温度下易发生降解失效，不适用于大规模推广应用。专利CN 201210521948.2公开了一种变色聚酯，其变色添加剂为粒径为10～30um的氧化镍和粒径为10～80um的三氟化铈，该专利技术所使用的的无机光变添加剂的光变效果较差。
[0004]目前直接用于聚酯纺织品加工的刺激感应添加剂变色染料还不多，包括无机化合物、有机化合物以及有机无机复合化合物。其中无机化合物的变色效果较差，且一般添加量较大。有机变色化合物有变色灵敏的特点，但存在容易氧化劣变、耐疲劳性差的缺点，尤其是PET熔点较高，常规有机变色材料难以适应PET的合成及后加工环境。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的第一目的为提供一种提高共聚酯链段柔性改善分子活动空间、降低结晶度、降低熔点，从而能为有机刺激添加剂的使用提供合适的加工温度及分子活动空间的刺激感应共聚材料，本专利技术的第二目的为提供该刺激感应共聚材料的制备方法。
[0006]技术方案：本专利技术的刺激感应共聚材料，包括如下原料组分制成：聚酯、脂肪族长链烷基二元酸和刺激感应添加剂，脂肪族长链烷基二元酸在聚酯和脂肪族长链烷基二元酸的共聚酯中质量百分比为7.0％～30％，刺激感应添加剂在刺激感应共聚材料中的质量百分比为0.1％～2.0％。
[0007]进一步地，脂肪族长链烷基二元酸的结构如下：
[0008][0009]其中，R代表C
8-18
烷基基团。
[0010]脂肪族长链烷基二元酸的碳链长度为1.5nm～3.0nm。
[0011]共聚酯分子结构如下：
[0012][0013]其中，m＝1-150，n＝1-50。
[0014]柔性单体的引入使共聚酯中具有大于2.0nm的柔性活动空间，使分子链长约为1.5nm的刺激感应添加剂能完成能级跃迁、异构反应等，使添加剂在共聚酯中能完成刺激响应的化学反应。
[0015]优选的，刺激感应添加剂为螺吡喃、螺噁嗪、俘精酸酐中的一种或几种。刺激感应添加剂的分子长度在1.5nm以内。
[0016]本专利技术的刺激感应共聚材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017](1)在原位聚合制备聚酯过程中，加入脂肪族长链烷基二元酸，经预缩聚反应、终缩聚反应制得共聚酯；
[0018](2)将共聚酯经预结晶、干燥后，将共聚酯和刺激感应添加剂熔融共混，制得刺激感应共聚材料。
[0019]熔融共混温度为210℃～265℃。熔融共混温度相比常规PET降低15℃以上。
[0020]原位聚合使用PTA法。脂肪族长链烷基二元酸在PTA法制备共聚酯过程中与PTA同时加入反应体系。
[0021]本专利技术通过引入一定含量脂肪族长链烷基二元酸作为柔性改性组分制备了具有刺激感应效果的共聚酯，通过添加剂刺激感应的反应原理实现了对共聚酯分子结构设计，改性组分能赋予改性共聚酯充分的活动空间，并降低共聚酯的加工温度和结晶度的目的，使刺激感应添加剂在温度、紫外光的作用下具有足够的分子活动空间完成相关化学反应，使共聚酯达到刺激感应的效果。
[0022]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：本专利技术制备的刺激感应共聚材料的结晶度降低了15％以上，柔性单体的引入使刺激感应添加剂具有充足的分子活动空间，制备的共聚酯共聚材料刺激响应时间在5min以内。相比常规聚酯，本专利技术制备的共聚酯熔点降低15℃以上，有效降低了共聚酯的加工温度，有机添加剂不会热解失效。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]在20L通用聚合反应釜中加入间苯二甲酸4500kg、十二烷二酸500g，十二烷二酸分子链长度约为2.0nm，加入EG 3200g，乙二醇锑催化剂1.70g，在表压为0.2～0.3Mpa、温度为230℃～255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后，在260℃～275℃条件下进行预缩聚反应45min，最后控制缩聚反应温度在275℃～280℃进行终缩聚反应，绝对压力在100pa以下，待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥，制备得到刺激感应共聚酯，其熔点为230.6℃，熔融结晶热焓为31.1J/g.共聚酯分子结构如下：
[0026][0027]其中，m＝150，n＝50。
[0028]将刺激感应共聚酯切片干燥并打磨成为粉末，取共聚酯粉末3000g、螺噁嗪添加剂15g共混均匀后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混制备刺激响应材料，添加剂在共聚材料中的含量为0.5％，添加剂的分子长度为1.5nm，熔融共混温度为250℃。利用紫外灯照射刺激响应材料，其颜色立即变为红色，紫外灯移开后2min后共聚材料恢复无色。
[0029]实施例2
[0030]采用与实施例1相同的方法制备刺激感应共聚酯，所不同的是加入的烷基二元酸为癸二酸，分子链长度约为1.5nm，制备的刺激感应共聚酯，其熔点为226.7℃，熔融结晶热焓为31.8J/g.m＝1，n＝1.
[0031]采用与实施例1相同的方法制备刺激感应材料，所不同的是添加剂为螺吡喃添加剂，添加剂的分子长度为1.3nm，熔融共混温度为245℃。利用紫外灯照射刺激响应材料，其颜色立即变为红色，紫外灯移开后2min后共聚材料恢复无色。
[0032]实施例3
[0033]采用与实施例1相同的方法制备刺激感应共聚酯，所不同的是加入的烷基二元酸为十四烷二酸，分子链长度约为2.2nm，制备的刺激感应共聚酯，其熔点为234.5℃，熔融结晶热焓为30.9J/g.m＝75，n＝25.
[0034]采用与实施例1相同的方法制备刺激感应材料，所不同的是添加剂为俘精酸酐添加剂，熔融共混温度为255℃。利用紫外灯照射刺激响应材料，其颜色立即变为红色，紫外灯移开后2min后共聚材料恢复无色。
[0035]实施例4
[0036]采用与实施例1相同的方法制备刺激感应共聚酯，所不同的是加入的烷基二元酸为二十烷二酸，二十烷二酸分子链长度约为3.0nm，制备的刺激感应共聚酯，其熔点为246.1℃，熔融结晶热焓为29.8J/g.
[0037]采用与实施例1相同的方法制备刺激感应材料，熔融共混温度为265℃。利用紫外灯照射刺激响应材料，其颜色立即变为红色，紫外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刺激感应共聚材料，其特征在于，包括如下原料组分制成：聚酯、脂肪族长链烷基二元酸和刺激感应添加剂，所述脂肪族长链烷基二元酸在聚酯和脂肪族长链烷基二元酸的共聚酯中质量百分比为7.0％～30％，所述刺激感应添加剂在刺激感应共聚材料中的质量百分比为0.1％～2.0％。2.根据权利要求1所述刺激感应共聚材料，其特征在于，所述脂肪族长链烷基二元酸的结构如下：其中，R代表C
8-18
烷基基团。3.根据权利要求1所述刺激感应共聚材料，其特征在于，所述脂肪族长链烷基二元酸的碳链长度为1.5nm～3.0nm。4.根据权利要求1所述刺激感应共聚材料，其特征在于，所述共聚酯分子结构如下：其中，m＝1-150，n＝1-50。5.根据权利要求1所述刺激感应共聚材料，其特征在于：所述刺激感应添加剂为螺吡喃、螺噁...

【专利技术属性】
技术研发人员：司虎，王树霞，戴钧明，李映，王坤，胡兆麟，
申请(专利权)人：中国石化仪征化纤有限责任公司，
类型：发明
国别省市：