本申请公开了一种溶液法合成2,5‑呋喃二甲酸基聚酯的制备方法及应用，所述制备方法至少包括：在非活性气氛下，将2,5‑呋喃二甲酸用溶剂溶解后，加入催化剂、脱水剂混合，再加入二元醇，聚合反应，得到2,5‑呋喃二甲酸基聚酯；所述二元醇选自C2～C20二元醇。本发明专利技术的2,5‑呋喃二甲酸来源于生物质，反应条件温和，可避免高温导致的2,5‑呋喃二甲酸脱羧反应产生的聚合产物变色问题，获得白色粉末状的聚酯产物，并且可改善聚合产物分子量分布。得到的2,5‑呋喃二甲酸基聚酯作为可再生的生物基聚酯材料以替代化石为基础的芳香同源物。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种溶液法合成2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法及应用，属于高分子材料。
技术介绍
1、由于化石资源不断减少和化石二氧化碳排放引起的环境问题，基于可再生资源的聚合物的研究受到广泛关注。5-羟甲基糠醛(hmf)被认为是最有前途的生物质单体之一，可以很容易地从木质纤维素生物质(例如，锯末，玉米芯，麦麸和甘蔗渣)中提取。hmf可以转化生成2,5-呋喃二甲酸(fdca)，fdca被称为“沉睡的巨人”，被广泛应用于各种聚合物的制备，如聚酯、聚酰胺、聚氨酯、热固性环氧树脂和热可逆自修复材料。其中，聚(2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯)(pef)因其高性能被大多数工业和学术界认为是聚对苯二甲酸乙二酯(pet)的最佳可再生替代品。目前大多数pef合成研究选用熔融缩聚路线，由于在高温下fdca易发生脱羧反应，制备的pef容易变色呈褐色或黑色。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种溶液法合成2,5-呋喃二甲酸基聚酯的方法，抑制fdca脱羧反应产生的聚合产物变色问题，改善聚合产物分子量分布。
2、本专利基于2,5-呋喃二甲酸，涉及一种溶液法合成2,5-呋喃二甲酸基聚酯的方法。
3、根据本申请的一个方面，提供了一种2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，所述制备方法至少包括：
4、在非活性气氛下，将2,5-呋喃二甲酸用溶剂溶解后，加入催化剂、脱水剂混合，再加入二元醇，聚合反应，得到2,5-呋喃二甲酸基聚酯；
5、所述二元醇选自c2～c20二元醇。
6、可选地，所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、柠檬烯、松油烯、甲基四氢呋喃、γ-戊内酯、二氢左旋葡萄糖酮、异山梨醇二甲醚、碳酸丙烯酯、环戊己甲基醚、环丁砜、乙酸乙酯、环己酮、环己烷中的至少一种。
7、可选地，所述溶剂的用量为2,5-呋喃二甲酸、二元醇、催化剂和脱水剂总质量的1～20倍。
8、可选地，所述溶剂的用量选自2,5-呋喃二甲酸、二元醇、催化剂和脱水剂总质量的1倍、5倍、10倍、15倍、20倍中的任意值或上述任意两点间的范围值。
9、可选地，所述催化剂选自4-二甲氨基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑、n-羟基琥珀酰亚胺、n-羟基邻苯二甲酰亚胺、五氟苯酚中的至少一种。
10、可选地，所述脱水剂选自1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、n,n'-二异丙基碳二亚胺、(1-氰基-2-乙氧基-2-氧亚乙基氨基氧)二甲氨基-吗啉基-碳鎓、叠氮磷酸二苯酯、o-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐、苯并三氮唑-n,n,n′,n′-四甲基脲六氟磷酸酯、1h-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐、o-苯并三氮唑-n,n,n′,n′-四甲基脲四氟硼酸酯中的至少一种。
11、可选地，所述2,5-呋喃二甲酸与二元醇的摩尔比为1：(1～3)。
12、可选地，所述2,5-呋喃二甲酸与二元醇的摩尔比选自1:1、1：2、1:3中的任意值或上述任意两点间的范围值。
13、可选地，所述催化剂的用量为2,5-呋喃二甲酸摩尔量的0.1～300％。
14、可选地，所述催化剂的用量选自2,5-呋喃二甲酸摩尔量的0.1％、10％、50％、100％、200％、300％中的任意值或上述任意两点间的范围值。
15、可选地，所述脱水剂与2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为0.1：(1～5)。
16、可选地，所述脱水剂与2,5-呋喃二甲酸的摩尔比选自0.1:1、0.1:2、0.1:3、0.1:4、0.1:5中的任意值或上述任意两点间的范围值。
17、可选地，所述二元醇选自具有式ii-1、式ii-2、式ii-3、式ii-4、式ii-5、式ii-6所示结构中的一种；
18、
19、ho-ch2-ch＝ch-ch2-oh 式ii-6。
20、可选地，所述聚合反应后还包括透析，所述透析包括将含有聚合反应后的产物装入透析袋中用透析液进行透析。
21、可选地，所述透析袋的分子截留量为1000～30000d。
22、可选地，所述透析袋的分子截留量选自1000d、2000d、5000d、10000d、20000d、30000d中的任意值或上述任意两点间的范围值。
23、可选地，所述透析液的体积为聚合反应后的产物的体积的1～100倍。
24、可选地，所述透析液的体积选自聚合反应后的产物的体积的1倍、2倍、10倍、50倍、70倍、100倍中的任意值或上述任意两点间的范围值。
25、可选地，所述透析液选自甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、环己烷、四氢呋喃中的至少一种。
26、可选地，所述透析液的更换间隔时间为3～24小时。
27、可选地，所述透析液的更换间隔时间选自3小时、10小时、12小时、15小时、20小时、24小时中的任意值或上述任意两点间的范围值。
28、可选地，所述透析的时间为12～432小时。
29、可选地，所述透析的时间选自12小时、24小时、48小时、100小时、200小时、300小时、400小时、432小时中的任意值或上述任意两点间的范围值。
30、可选地，再加入二元醇后，先低温反应后，再聚合反应。
31、可选地，所述低温反应的温度为-20～25℃，低温反应的时间为0.5～5h。
32、可选地，所述低温反应的温度选自-20℃、-10℃、0℃、5℃、10℃、20℃、25℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
33、可选地，所述低温反应的时间选自0.5h、1h、2h、3h、4h、5h中的任意值或上述任意两点间的范围值。
34、可选地，所述非活性气氛选自氮气气氛、氩气气氛、二氧化碳气氛中的至少一种。
35、可选地，所述聚合反应的温度为0～50℃，聚合反应的时间为0.5～120小时。
36、可选地，所述聚合反应的温度选自0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
37、可选地，所述聚合反应的时间选自0.5h、1h、5h、10h、50h、100h、120h中的任意值或上述任意两点间的范围值。
38、根据本申请的另一个方面，提供上述所述的制备方法制备的2,5-呋喃二甲酸基聚酯，具有式i所示的结构；
39、
40、其中，n为重复结构单元数，n≥1；
41、r选自c2～c20二元醇。
42、根据本申请的又一个方面，提供一种上述所述的制备方法制备得到的2,5-呋喃二甲酸基聚酯、上述所述的2,5-呋喃二甲酸基聚酯中的至少一种在塑料制品中的应用。
43、作为一个具体的实施方本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、柠檬烯、松油烯、甲基四氢呋喃、γ-戊内酯、二氢左旋葡萄糖酮、异山梨醇二甲醚、碳酸丙烯酯、环戊己甲基醚、环丁砜、乙酸乙酯、环己酮、环己烷中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自4-二甲氨基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑、N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基邻苯二甲酰亚胺、五氟苯酚中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2,5-呋喃二甲酸与二元醇的摩尔比为1：(1～3)；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二元醇选自具有式II-1、式II-2、式II-3、式II-4、式II-5、式II-6所示结构中的一种；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应后还包括透析，所述透析包括将含有聚合反应后的产物装入透析袋中用透析液进行透析；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，再加入二元醇后，先低温反应后，再聚合反应；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为0～50℃，聚合反应的时间为0.5～120小时。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的2,5-呋喃二甲酸基聚酯，其特征在于，具有式I所示的结构；
10.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的2,5-呋喃二甲酸基聚酯、权利要求9所述的2,5-呋喃二甲酸基聚酯中的至少一种在塑料制品中的应用。
...
【技术特征摘要】
1.一种2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、柠檬烯、松油烯、甲基四氢呋喃、γ-戊内酯、二氢左旋葡萄糖酮、异山梨醇二甲醚、碳酸丙烯酯、环戊己甲基醚、环丁砜、乙酸乙酯、环己酮、环己烷中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自4-二甲氨基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑、n-羟基琥珀酰亚胺、n-羟基邻苯二甲酰亚胺、五氟苯酚中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2,5-呋喃二甲酸与二元醇的摩尔比为1：(1～3)；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，姜敏，易静，李钰炫，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。