一种聚酯的合成方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种聚酯的合成方法及其应用

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯的合成方法及其应用


[0001]本专利技术涉及聚酯材料
，具体涉及一种聚酯的合成方法及其应用
。

技术介绍

[0002]常规聚酯一般指聚对苯二甲酸乙二醇酯
(PET)
，其具有良好的力学性能
、
透明度
、
绝缘性和可加工性，在包装
、
光学
、
电子
、
电气
、
建筑或其他装饰贴膜中得到了广泛应用
。
[0003]聚酯是一种半结晶材料，通过抑制结晶以进一步提高透光率是聚酯改性的一大研究方向
。
虽然通过引入第三单体共聚降低聚酯分子链的规整性，可以降低结晶度，提高透光率，但是容易损失强度，同时因缺少晶区的固结作用，在制备双向拉伸聚酯膜时，容易因分子链过度取向而影响到可拉伸率，不利于薄膜制品加工及力学性能的提高
。
此外，由于酯化反应属于可逆反应，即使是在醇过量的情况下，羧基也难以充分转化，研究表明，残余羧基的存在对聚酯的耐水解性有明显影响，使得聚酯在含水环境中更容易降解，限制了聚酯的应用
。
[0004]因此，尚且缺乏一种透光率高
、
力学性能好和耐水解的聚酯，改善上述性能，对于扩大聚酯的应用，特别是聚酯膜产品的应用具有重要意义
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本专利技术提出一种聚酯的合成方法，所制备的聚酯羧基含量低，具备高透光率
、
高力学性能和耐水解的特点
。
[0006]本专利技术还提供采用上述的合成方法所制得的聚酯
。
[0007]本专利技术还提供采用上述的聚酯所制得的聚酯膜
。
[0008]本专利技术还提供上述的聚酯膜的制备方法
。
[0009]本专利技术还提供上述的聚酯膜的应用
。
[0010]具体而言，本专利技术第一方面实施方式涉及一种聚酯的合成方法，包括以下步骤：
[0011]S1、
将纤维素纳米晶分散于水中，制成溶胶；
[0012]S2、
将铝醇盐溶于醇中，制成醇溶液；
[0013]S3、
在加热及加压条件下，将所述醇溶液加入所述溶胶中反应，分离固相，得复合催化剂；
[0014]S4、
将对苯二甲酸
、
乙二醇
、1,4
‑
环己烷二甲醇
、
二
(
乙酰丙酮基
)
钛酸二异丙酯与所述复合催化剂混合，进行酯化反应，反应至出水量达到理论值的
93
％以上，所得产物中加入三羟甲基丙烷反应，抽真空，升温，进行缩聚反应，得到聚酯
。
[0015]根据本专利技术第一方面实施方式的聚酯的合成方法，至少具有如下有益效果：
[0016]已有研究表明，铝醇盐水解可以生成铝氧化物
(
羟基氧化铝，
AlOOH)。
原位形成的铝氧化物活性高，吸附能力强，同时纤维素纳米晶具有多羟基结构和纳米尺寸效应，能够诱导铝氧化物生长，在加压条件下铝氧化物生长受限，进而有效利用纤维素纳米晶起到模板剂作用，细化铝氧化物的分散粒径，提高催化活性
。
[0017]铝氧化物中的铝，二
(
乙酰丙酮基
)
钛酸二异丙酯中的钛均可以作为催化活性位点，研究发现，二
(
乙酰丙酮基
)
钛酸二异丙酯与复合催化剂共用更利于促进反应进行，所得产物具有更高的粘度和更低的端羧基含量，表明获得了更高分子量的聚酯，能够显著提升力学性能，同时也对改善耐水解性有利
。
纤维素纳米晶中的羟基还可以参与反应，进一步提高聚酯分子量，降低结晶度，改善透光率和力学性能
。
[0018]1,4
‑
环己烷二甲醇降低分子链的规整性，同时环己基中的碳具有一定的旋转自由度，赋予了分子链一定的柔韧性，进而提高可拉伸性能，更好地兼顾透光率
、
韧性和可加工性，可用于制备高性能聚酯膜
。
[0019]酯化反应温度相对更低，缩聚反应温度更高，利于反应平稳进行，同时在真空条件下促进了三羟甲基丙烷以及纤维素纳米晶中的羟基参与反应，能进一步降低聚酯分子链的规整性，改善结晶性，还利于提高聚酯分子量，减少残余羧基含量，改善力学性能和耐水解性
。
[0020]本实施方式聚酯的合成方法容易实施，利于实现工业化生产，所合成的聚酯具有优良的力学性能
、
透光率
、
耐水解性等特性
。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述纤维素纳米晶的直径为1～
10nm。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述纤维素纳米晶的长度为
100
‑
1000nm。
[0023]控制纤维素纳米晶的长度和直径在合适范围，有利于负载铝氧化物，并兼顾成核性
。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述溶胶中，纤维纳米晶的质量百分含量为
0.5
％
‑2％
。
在较低的浓度下形成稳定分散形态，利于均匀负载铝氧化物
。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述铝醇盐为异丙醇铝，能水解制得高催化活性的铝氧化物
。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述醇溶液中，铝醇盐的质量百分含量为5％
‑
10
％
。
铝醇盐浓度不宜过高，以细化铝氧化物粒径，改善其与纤维素纳米晶的分散均匀性
。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述醇溶液中，醇选自乙二醇
、1,2
‑
丙二醇中的至少一种
。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述醇溶液中
Al
与所述溶胶的中纤维素纳米晶的质量比为
1:15
‑
35。
[0029]控制
Al
与纤维素纳米晶的质量比，使纤维素纳米晶不容易被铝氧化物遮盖，兼顾纤维素纳米晶的增容和成核作用，提升复合催化剂的催化性能和成核性能
。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S3
中，所述加热的温度为
85
‑
90℃。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S3
中，所述加压的压力为
0.2
‑
0.5MPa。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S3
中，所述反应的过程中，控制
pH
为8‑9，具体可以控制
pH
在8‑
8.5
之间
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚酯的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、
将纤维素纳米晶分散于水中，制成溶胶；
S2、
将铝醇盐溶于醇中，制成醇溶液；
S3、
在加热及加压条件下，将所述醇溶液加入所述溶胶中反应，分离固相，得复合催化剂；
S4、
将对苯二甲酸
、
乙二醇
、1,4
‑
环己烷二甲醇
、
二
(
乙酰丙酮基
)
钛酸二异丙酯与所述复合催化剂混合，进行酯化反应，反应至出水量达到理论值的
93
％以上，所得产物中加入三羟甲基丙烷反应，抽真空，升温，进行缩聚反应，得到聚酯
。2.
根据权利要求1所述的一种聚酯的合成方法，其特征在于：所述纤维素纳米晶的直径为1～
10nm
；和
/
或，所述纤维素纳米晶的长度为
100
‑
1000nm
；和
/
或，所述溶胶中，纤维纳米晶的质量百分含量为
0.5
％
‑2％
。3.
根据权利要求1或2所述的一种聚酯的合成方法，其特征在于：所述醇溶液中，铝醇盐的质量百分含量为5％
‑
10
％；和
/
或，所述醇溶液中，醇选自乙二醇
、1,2
‑
丙二醇中的至少一种；和
/
或，所述醇溶液中
Al
与所述溶胶的中纤维素纳米晶的质量比为
1:15
‑
35。4.
根据权利要求1所述的一种聚酯的合成方法，其特征在于：步骤
S3
中，所述加热的温度为
85
‑
90℃
；和
/
或，所述加压的压力为
0.2
‑
0.5MPa
；和
/
或，所述反应的过程中，控制
pH
为8‑9；和
/
或，将所述醇溶液加入所述溶胶后，继续反应
0.5
‑
1h
；和
/
或，将所述醇溶液加入所述溶胶的方式为滴加；和
/
或，所述分离固相的方法包括微孔过滤
、
离心
、
减压蒸馏
、
喷雾干燥中的至少一种
。5.
根据权利要求1所述的一种聚酯的合成方法，其特征在于：步骤
S4
中，所述酯化反应的醇酸摩尔比为
1.4
‑
1.6:1
；和
/

【专利技术属性】
技术研发人员：李震宇，饶建国，
申请(专利权)人：中山市泓溢薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：