一种聚2，5-呋喃二甲酸醇酯基热塑性聚酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚2,5

【技术实现步骤摘要】
一种聚2，5
‑
呋喃二甲酸醇酯基热塑性聚酯弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种聚2,5
‑
呋喃二甲酸醇酯基热塑性聚酯弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]含有苯环六元环结构的芳香类聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯常用于热塑性聚酯弹性体中硬段聚酯的制备，并且赋予了热塑性聚酯弹性体良好的力学强度，但聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的高结晶度和苯环结构特点使得热塑性聚酯弹性体不具有良好的生物降解性能，从而会给环境带来污染。2,5
‑
呋喃二甲酸是一种来源于可再生生物质资源的芳香族单体，其分子结构中含有含氧五元杂环的呋喃环，能够进行开环，使得用2,5
‑
呋喃二甲酸类聚酯具有良好的生物降解性能。例如，专利CN107312167A公开了一种基于生物质基2,5
‑
呋喃二甲酸的热塑性聚酯弹性体及其制备方法，具体方法是将2,5
‑
呋喃二甲酸、脂肪族二元醇、脂肪族内酯及相关助剂混合在一起中，然后进行酯化、开环及缩聚反应从而制得相应的热塑性聚酯弹性体。该方法制备的热塑性弹性体分子结构难以控制。专利CN111116880A则公开了一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体及其制备方法，具体方法是先制备好端羟基生物基聚酯软段，然后将其与2,5
‑
呋喃二甲酸或其酯、生物基二元醇混合在一起，经过酯化或酯交换及缩聚反应，制备出相应的热塑性聚酯弹性体。该方法制备的热塑性聚酯弹性体结构和性能难以调控。
[0003]现有热塑性聚酯弹性体制备技术不能兼具分子结构可设计、分子量和软硬段比例可调控、良好的可生物降解性、制备方法简单、对生产设备要求低等多方面优点，大大限制了其在相关领域的应用。

技术实现思路

[0004]针对上述不足，本专利技术提供了一种基于聚2,5
‑
呋喃二甲酸酯、分子结构可设计、分子量可调控、具有良好的生物降解性、制备方法简单、对生产设备要求低的热塑性聚酯弹性体及其制备方法。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种聚2,5
‑
呋喃二甲酸醇酯基热塑性聚酯弹性体，所述的热塑性聚酯弹性体为预聚物A与预聚物B经扩链剂嵌段合成的A
‑
b
‑
B型聚2,5
‑
呋喃二甲酸醇酯
‑
聚酯嵌段共聚物；所述的预聚物A为二元醇与2,5
‑
呋喃二甲酸或2,5
‑
呋喃二甲酸二甲酯聚合制得的双羟基或羧基封端的2,5
‑
呋喃二甲酸聚酯预聚物；所述的预聚物B为以多种脂肪族二元醇和二元酸(或酸酐、酰氯)为单体，通过融熔缩聚制得的双羟基或羧基封端的高柔顺性脂肪族聚酯预聚物。
[0007]进一步地，所述的预聚物A和预聚物B的质量比为1:1
‑
1:19。
[0008]进一步地，所述扩链剂中官能团的摩尔数与预聚物中羟基或羧基摩尔数的比值为
1:1
‑
1.3:1，优选地，扩链剂中官能团的摩尔数与预聚物中羟基或羧基摩尔数的比值为1.25:1。
[0009]进一步地，所述的预聚物A的数均分子量为1000
‑
20000。
[0010]进一步地，所述的二元醇为乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
‑
己二醇、1,7
‑
庚二醇、1,8
‑
辛二醇、1,10
‑
癸二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三乙二醇、二缩三丙二醇、PEG
‑
200、PEG
‑
400、PEG
‑
600、PPG
‑
200、PPG
‑
400、PPG
‑
600中的一种或其任意比例的混合物。
[0011]进一步地，所述的高柔顺性脂肪族聚酯预聚物B的数均分子量范围为1000
‑
20000；所述的脂肪族聚酯预聚物B的玻璃化转变温度低于
‑
40℃；所述的脂肪族聚酯预聚物B的分子结构由4种以上的脂肪族聚酯重复结构单元构成。
[0012]进一步地，所述的二元酸(或酸酐、酰氯)为乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十五碳二元酸、衣康酸、富马酸、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、衣康酸酐、马来酸酐、丁二酸二酰氯、戊二酸二酰氯、己二酸二酰氯、衣康酰氯中的任意一种或其任意比例的混合物。
[0013]进一步地，所述的扩链剂为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯(NDI)、双((3,4
‑
环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,6
‑
己二酸二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、1,3
‑
苯二酚二缩水甘油醚、间苯二酚甲醛四缩水甘油醚、对胺基苯酚环氧树脂、四氢化苯二甲酯环氧树脂、1,2
‑
环氧环己烷4,5二甲酸环氧树脂、邻苯二甲酯环氧树脂、间苯二甲酯环氧树脂、对苯二甲酯环氧树脂、内次甲基四氢化邻苯二甲酯环氧树脂、对羟基苯甲酸环氧树脂、双(2,3
‑
环氧基环戊基)醚、乙二醇二缩水甘油醚、2,2
‑
双(2
‑
噁唑啉)(BOZ)、2,2
‑
(1,3
‑
亚苯基)
‑
二噁唑啉(PBO)中的一种或其任意比例的混合物。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种如上所述的聚2,5
‑
呋喃二甲酸醇酯基热塑性聚酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)预聚物A的制备
[0016]将二元醇、2,5
‑
呋喃二甲酸或2,5
‑
呋喃二甲酸二甲酯按摩尔比0.8
‑
3:1混合、加入占单体质量0.01
‑
0.5％的催化剂和一定量抗氧剂、稳定剂，在150
‑
200℃的温度范围内、氮气保护下进行酯化或酯交换反应1
‑
10h，之后加入一定量抗氧剂和催化剂，在2kPa以下的压强范围内升温至200
‑
270℃，继续反应1
‑
8h，制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚2,5
‑
呋喃二甲酸醇酯基热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的热塑性聚酯弹性体为预聚物A与预聚物B经扩链剂嵌段合成的A
‑
b
‑
B型聚2,5
‑
呋喃二甲酸醇酯
‑
聚酯嵌段共聚物；所述的预聚物A为二元醇与2,5
‑
呋喃二甲酸或2,5
‑
呋喃二甲酸二甲酯聚合制得的双羟基或羧基封端的2,5
‑
呋喃二甲酸聚酯预聚物；所述的预聚物B为以多种脂肪族二元醇和二元酸、酸酐和/或酰氯为单体，通过融熔缩聚制得的双羟基或羧基封端的高柔顺性脂肪族聚酯预聚物。2.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的预聚物A和预聚物B的质量比为1:1
‑
1:19。3.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述扩链剂中官能团的摩尔数与预聚物中羟基或羧基摩尔数的比值为1:1
‑
1.3:1。4.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的预聚物A的数均分子量为1000
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20000。5.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的二元醇为乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、2
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甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、1,4
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丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
‑
己二醇、1,7
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庚二醇、1,8
‑
辛二醇、1,10
‑
癸二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三乙二醇、二缩三丙二醇、PEG
‑
200、PEG
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400、PEG
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600、PPG
‑
200、PPG
‑
400、PPG
‑
600中的一种或其任意比例的混合物。6.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的高柔顺性脂肪族聚酯预聚物B的数均分子量范围为1000
‑
20000；所述的脂肪族聚酯预聚物B的玻璃化转变温度低于
‑
40℃；所述的脂肪族聚酯预聚物B的分子结构由4种以上的脂肪族聚酯重复结构单元构成。7.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的二元酸、酸酐和/或酰氯为乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十五碳二元酸、衣康酸、富马酸、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、衣康酸酐、马来酸酐、丁二酸二酰氯、戊二酸二酰氯、己二酸二酰氯、衣康酰氯中的任意一种或其任意比例的混合物。8.根据权利要求1所述的热塑性聚酯弹性体，其特征在于：所述的扩链剂为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,4
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甲苯二异氰酸酯、2,6
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甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、双((3,4
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环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,6
‑
己二酸二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、1,3
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苯二酚二缩水甘油醚、间苯二酚甲醛四缩水甘油醚、对胺基苯酚环氧树脂、四氢化苯二甲酯环氧树脂、1,2
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环氧环己烷4,5二甲酸环氧树脂、邻苯二甲酯环氧树脂、间苯二甲酯环氧树脂、对苯二甲酯环氧树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆国，朱韵来，栾振南，钟润连，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：