高结晶度共聚酯及其制备方法和制品技术

本发明专利技术涉及一种高结晶度共聚酯及其制备方法和制品，该制备方法包括以下步骤：使包含二元酸或其酯化物、脂肪族链状二元醇以及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在保护性气氛下进行酯化或酯交换反应，得到酯化或酯交换产物，其中，二元酸或其酯化物包括2,5

【技术实现步骤摘要】
高结晶度共聚酯及其制备方法和制品


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及高结晶度共聚酯及其制备方法和制品。

技术介绍

[0002]聚酯是主链上含有酯基的聚合物，被广泛应用于包装袋、塑料瓶、薄膜、纤维等领域；聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯等聚酯虽然具有优异的降解性能，对环境友好，但是存在拉伸性能差、耐化学溶剂性能、耐热性不足以及气体阻隔性能弱的问题，极大的限制了应用。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种高结晶度共聚酯及其制备方法和制品，该高结晶度共聚酯兼具优异的拉伸性能、耐化学溶剂性能、耐热性能、降解性能以及气体阻隔性能。
[0004]本专利技术提供了一种高结晶度共聚酯的制备方法，包括以下步骤：
[0005]使包含二元酸或其酯化物、脂肪族链状二元醇以及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在保护性气氛下进行酯化或酯交换反应，得到酯化或酯交换产物，其中，所述二元酸或其酯化物包括2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物、3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物以及己二酸或其酯化物，所述脂肪族链状二元醇的碳链长度为2
‑
20；
[0006]使包含所述酯化或酯交换产物和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下进行预缩聚反应，得到预聚产物；以及
[0007]将所述预聚产物进行缩聚反应，得到高结晶度共聚酯。
[0008]在一实施方式中，所述二元酸或其酯化物中，所述3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物与所述2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物的摩尔比为5:95
‑
95:5，所述己二酸或其酯化物与所述2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物和所述3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物之和的摩尔比为1:99
‑
99:1。
[0009]在一实施方式中，所述2,5
‑
噻吩二甲酸酯化物选自2,5
‑
噻吩二甲酸二甲酯；
[0010]及/或，所述3,4
‑
噻吩二甲酸酯化物选自3,4
‑
噻吩二甲酸二甲酯；
[0011]及/或，所述己二酸酯化物选自己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二丙酯或己二酸二丁酯等中的至少一种。
[0012]在一实施方式中，所述二元酸或其酯化物与所述脂肪族链状二元醇的摩尔比为1:1.1
‑
1:3.0。
[0013]在一实施方式中，所述脂肪族链状二元醇选自乙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,2
‑
丙二醇、2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇或癸二醇中的至少一种。
[0014]在一实施方式中，所述酯化或酯交换催化剂选自锌系催化剂、钛系催化剂、锡系催化剂或锗系催化剂中的至少一种，所述酯化或酯交换催化剂的质量为所述高结晶度共聚酯
理论质量的0.01％
‑
0.5％；
[0015]及/或，所述稳定剂选自磷系稳定剂，所述稳定剂的质量为所述高结晶度共聚酯理论质量的0.01％
‑
0.5％。
[0016]在一实施方式中，当所述酯化或酯交换催化剂选自锌系催化剂时，所述第二混合反应体系中还包括有缩聚催化剂，所述缩聚催化剂包括锑系催化剂、钛系催化剂、锡系催化剂或锗系催化剂中的至少一种；所述缩聚催化剂的质量为所述高结晶度共聚酯理论质量的0.01％
‑
0.5％。
[0017]在一实施方式中，进行酯化或酯交换反应的步骤中，温度为140℃
‑
220℃，时间为1.5h
‑
8.0h；
[0018]及/或，进行预缩聚反应的步骤中，真空度在50Pa
‑
700Pa，温度为160℃
‑
230℃，时间为0.5h
‑
1.0h；
[0019]及/或，进行缩聚反应的步骤中，真空度在50Pa以内，温度为200℃
‑
250℃，时间为1.5h
‑
10.0h。
[0020]一种高结晶度共聚酯，由如上述的高结晶度共聚酯的制备方法制备得到。
[0021]一种制品，所述制品由如上述的高结晶度共聚酯制成。
[0022]本专利技术提供的高结晶度共聚酯的制备方法中，2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物、3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物、己二酸或其酯化物以及脂肪族链状二元醇相互协同，得到高结晶度共聚酯，该高结晶度共聚酯兼具优异的拉伸性能、耐化学溶剂性能以及耐热性能；另外，2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物与3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物中均含有刚性较大的芳香族五元环结构，增强了高结晶度共聚酯分子链段的刚性，进一步提高了高结晶度共聚酯的气体阻隔性能、耐热性能以及拉伸性能；并且，2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物、3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物、己二酸或其酯化物相互协同，使得高结晶度共聚酯中生物基含量高，不仅使高结晶度共聚酯具有良好的降解性能，还可以减少对石化资源的依赖。
[0023]由于，本专利技术提供的高结晶度共聚酯兼具优异的拉伸性能、耐化学溶剂性能、耐热性能、降解性能以及气体阻隔性能，用该高结晶度共聚酯制备的制品能够很好的应用于包装袋、阻隔膜、纤维等领域中，极大的拓宽了高结晶度共聚酯的使用领域和应用范围。
附图说明
[0024]图1是实施例1制得的聚2,5
‑
噻吩二甲酸3,4
‑
噻吩二甲酸己二酸乙二醇共聚酯的1H
‑
NMR图谱；
[0025]图2是实施例1制得的聚2,5
‑
噻吩二甲酸3,4
‑
噻吩二甲酸己二酸乙二醇共聚酯的DSC曲线图；
[0026]图3是实施例1制得的聚2,5
‑
噻吩二甲酸3,4
‑
噻吩二甲酸己二酸乙二醇共聚酯的TGA曲线图；
[0027]图4是实施例1制得的聚2,5
‑
噻吩二甲酸3,4
‑
噻吩二甲酸己二酸乙二醇共聚酯的应力应变曲线图。
具体实施方式
[0028]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，
本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高结晶度共聚酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：使包含二元酸或其酯化物、脂肪族链状二元醇以及酯化或酯交换催化剂的第一混合反应体系在保护性气氛下进行酯化或酯交换反应，得到酯化或酯交换产物，其中，所述二元酸或其酯化物包括2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物、3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物以及己二酸或其酯化物，所述脂肪族链状二元醇的碳链长度为2
‑
20；使包含所述酯化或酯交换产物和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下进行预缩聚反应，得到预聚产物；以及将所述预聚产物进行缩聚反应，得到高结晶度共聚酯。2.根据权利要求1所述的高结晶度共聚酯的制备方法，其特征在于，所述二元酸或其酯化物中，所述3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物与所述2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物的摩尔比为5:95
‑
95:5，所述己二酸或其酯化物与所述2,5
‑
噻吩二甲酸或其酯化物和所述3,4
‑
噻吩二甲酸或其酯化物之和的摩尔比为1:99
‑
99:1。3.根据权利要求1所述的高结晶度共聚酯的制备方法，其特征在于，所述2,5
‑
噻吩二甲酸酯化物选自2,5
‑
噻吩二甲酸二甲酯；及/或，所述3,4
‑
噻吩二甲酸酯化物选自3,4
‑
噻吩二甲酸二甲酯；及/或，所述己二酸酯化物选自己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二丙酯或己二酸二丁酯等中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高结晶度共聚酯的制备方法，其特征在于，所述二元酸或其酯化物与所述脂肪族链状二元醇的摩尔比为1:1.1
‑
1:3.0。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的高结晶度共聚酯的制备方法，其特征在于，所述脂肪族链状二元醇选自乙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,2
‑
丙二醇、2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静刚，张小琴，王小杏，朱锦，
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：