本发明专利技术涉及一种聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯的制备方法，所述方法将催化剂、2-甲基丁二酸和新戊二醇于常压下进行酯化，先制备聚酯预聚体，再在减压条件下将预聚体缩聚得到聚酯，最后加入扩链剂进行扩链得高分子量聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯。本发明专利技术制作的聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯分子量可达到13.8×104g/mol，并且甲基丁二酸和新戊二醇中侧甲基的引入破坏了分子链的对称性，因此该聚酯有望较目前广泛研究的聚丁二酸丁二醇酯的降解速度快。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子制备
，具体涉及。
技术介绍
随着高分子材料应用领域的日益扩大以及人类对环境问题的关注，难降解高分子材料对环境造成的“白色污染”问题已亟需解决。用生物可降解高分子材料替代当前广泛使用的非降解性塑料，是目前解决“白色污染”问题的一种有效途径。生物降解高分子材料，由于可以在自然环境中由微生物进行分解后再回归到自然，已引起人们的普遍关注。目前研究的可生物降解聚合物中，脂肪族聚酯由于具有独特的生物降解性、生物相容性和生物可吸收性，在生物医用、药物包装、农业生产等领域得到了深入的研究，是一类用途广泛、性能优异的高分子材料。这类聚酯的主链大多由脂肪族结构单元通过易水解的酯键连接而成，主链柔顺，易被自然界中的多种微生物或动植物体内酶分解、代谢，最终形成二氧化碳和水而回归大自然，是最具发展前景的生物降解塑料。目前，高分子量脂肪族聚酯的合成始终是一个关键难点，而低分子量的该类聚酯物理机械性能较差，熔点大都低于100°C，不能单独作为塑料制品使用。通常情况下，聚酯的熔点只有高于100°c，经成型加工后，得到的塑料制品才具有实际应用价值。目前对于可降解聚酯的合成研究较多的是聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等，还未见有以2-甲基丁二酸、新戊二醇为原料制备聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯的报道。此外，现有脂肪族聚酯产品的生产原料一般从石油中提取，所以这类聚酯虽然具有生物降解性，但不是生物基础材料，生命周期评价表明，这种利用石油生产的聚酯几乎不能够降低环境负荷。上述原因均使其应用受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足，提出了，所述方法制备出的聚2-甲基丁二酸丁二醇酯，采用GPC法进行分子量测试，其重均分子量可达13.8X 104g/mol，具有良好的成型加工性能和生物降解性能。本专利技术的技术方案为，，所述方法将催化剂、2-甲基丁二酸和新戊二醇于常压下进行酯化，先制备聚酯预聚体，再在减压条件下将预聚体缩聚得到聚酯，最后加入扩链剂进行扩链得高分子量聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯；其具体步骤如下:I)先将一定量的新戊二醇于250ml三口烧瓶中，在140°C下融化为熔融状态，再按比例将2-甲基丁二酸加入到250ml烧瓶中，加入催化剂，使得新戊二醇与2-甲基丁二酸的摩尔比为1:1 3: 1，催化剂与2-甲基丁二酸的摩尔比为0.001: I 0.25: 1，在氮气保护下升温至140 170°C下进行常压酯化反应得聚酯预聚体；2)将得到的聚酯预聚体减压至500Pa以下，并升温至180 250°C进行缩聚反应，时间300-350分钟，得到聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯；3)将得到的聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯加入一定量的扩链剂进行扩链，扩链剂与2-甲基丁二酸的摩尔比为0.001: I 0.7: 1，反应温度170 230°C，反应时间300-340 分钟。所述的催化剂为对甲苯磺酸、氯化亚锡、三氧化二锑、醋酸锌、醋酸镁、硫酸铈、硝酸铈或钛酸四丁酯中的一种。所述的扩链剂为丙二酸酐、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐、2，2-二甲基丁酰氯、乙二酰氯、己二酰氯、对苯二酰氯、2，4_甲苯二异氰酸酯、2，6_甲苯二异氰酸酯、1，6_己二异氰酸酯或4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。本专利技术制备出的聚2-甲基丁二酸丁二醇酯，采用GPC法进行分子量测试，其重均分子量可达13.8X 104g/mol，具有良好的成型加工性能和生物降解性能。本专利技术的有益效果:本专利技术制作的聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯分子量可达到13.8X104g/mol，并且甲基丁二酸和新戊二醇中侧甲基的引入破坏了分子链的对称性，因此该聚酯有望较目前广泛研究的聚丁二酸丁二醇酯的降解速度快。具体实施例方式实施例1:将摩尔比为1:1的新戊二醇和2-甲基丁二酸置于250ml烧瓶中，并加入催化剂对甲苯磺酸，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的1%。接上分水器、温度计和搅拌器，在氮气保护下升温至140°C并强烈搅拌，当分水器中不再有水生成时酯化反应结束。改分水装置为减压装置，然后升温至180°C，减压至500Pa进行缩聚反应，反应时间3小时。在氮气环境下冷却至常温，向反应装置中加入扩链剂丙二酸酐，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的10%，并在190°C、600Pa以下反应5h，即可得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯。采用凝胶色谱对所得聚2-甲基丁二酸丁二醇酯的分子量进行检测，其重均分子量 1为 8.4X104g/mol。实施例2:将摩尔比为3: I的新戊二醇和2-甲基丁二酸置于250ml烧瓶中，并加入催化剂对甲苯磺酸，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的10%。接上分水器、温度计和搅拌器，在氮气保护下升温至170°C并强烈搅拌，当分水器中不再有水生成时酯化反应结束。改分水装置为减压装置，然后升温至180°C，减压至500Pa进行缩聚反应，反应时间6小时。在氮气环境下冷却至常温，向反应装置中加入扩链剂邻苯二甲酸酐，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的40%，并在220°C、600Pa下反应5h，即可得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯。采用凝胶色谱对所得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯的分子量进行检测，其重均分子量 1为 12.6X104g/mol。实施例3:将摩尔比为2: 1的新戊二醇和2-甲基丁二酸置于250ml烧瓶中，并加入催化剂钛酸四丁酯，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的0.5%。接上分水器、温度计和搅拌器，在氮气保护下升温至150°C并强烈搅拌，当分水器中不再有水生成时酯化反应结束。改分水装置为减压装置，然后升温至230°C，减压至500Pa进行缩聚反应，反应时间6小时。冷却后，向反应装置中加入扩链剂丁二酸酐，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的20%，并在200°C、300Pa下反应5h，即可得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯。采用凝胶色谱对所得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯的分子量进行检测，其重均分子量 1为 10.7 X 104g/moIO实施例4:将摩尔比为2: I的新戊二醇和2-甲基丁二酸置于250ml烧瓶中，并加入催化剂硫酸铈，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的0.1%。接上分水器、温度计和搅拌器，在氮气保护下升温至140°C并强烈搅拌，当分水器中不再有水生成时酯化反应结束。改分水装置为减压装置，然后升温至200°C,减压至IOOPa进行缩聚反应,反应时间4小时。冷却后，向反应装置中加入扩链剂乙二酰氯，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的30%，并在150°C、500Pa下反应5h，即可得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯。 采用凝胶色谱对所得聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯的分子量进行检测，其重均分子量 1为 12.9X104g/mol。实施例5:将摩尔比为1:1的新戊二醇和2-甲基丁二酸置于250ml烧瓶中，并加入催化剂三氧化二锑，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的0.5%。接上分水器、温度计和搅拌器，在氮气保护下升温至160°C并强烈搅拌，当分水器中不再有水生成时酯化反应结束。改分水装置为减压装置，然后升温至180°C,减压至300Pa进行缩聚反应,反应时间4小时。冷却后，向反应装置中加入扩链剂2，4-甲苯二异氰酸酯，其加入量为2-甲基丁二酸物质的量的5%，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚2?甲基丁二酸新戊二醇酯的制备方法，其特征是：所述方法将催化剂、2?甲基丁二酸和新戊二醇于常压下进行酯化，先制备聚酯预聚体，再在减压条件下将预聚体缩聚得到聚酯，最后加入扩链剂进行扩链得高分子量聚2?甲基丁二酸新戊二醇酯；其具体步骤如下：1)先将一定量的新戊二醇于250ml三口烧瓶中，在140℃下融化为熔融状态，再按比例将2?甲基丁二酸加入到250ml烧瓶中，加入催化剂，使得新戊二醇与2?甲基丁二酸的摩尔比为1∶1～3∶1，催化剂与2?甲基丁二酸的摩尔比为0.001∶1～0.25∶1，在氮气保护下升温至140～170℃下进行常压酯化反应得聚酯预聚体；2)将得到的聚酯预聚体减压至500Pa以下，并升温至180～250℃进行缩聚反应，时间300?350分钟，得到聚2?甲基丁二酸新戊二醇酯；3)将得到的聚2?甲基丁二酸新戊二醇酯加入一定量的扩链剂进行扩链，扩链剂与2?甲基丁二酸的摩尔比为0.001∶1～0.7∶1，反应温度170～230℃，反应时间300?340分钟。
【技术特征摘要】
1.一种聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯的制备方法，其特征是:所述方法将催化剂、2-甲基丁二酸和新戊二醇于常压下进行酯化，先制备聚酯预聚体，再在减压条件下将预聚体缩聚得到聚酯，最后加入扩链剂进行扩链得高分子量聚2-甲基丁二酸新戊二醇酯；其具体步骤如下: 1)先将一定量的新戊二醇于250ml三口烧瓶中，在140°C下融化为熔融状态，再按比例将2-甲基丁二酸加入到250ml烧瓶中，加入催化剂，使得新戊二醇与2-甲基丁二酸的摩尔比为1:1 3: 1，催化剂与2-甲基丁二酸的摩尔比为0.001: I 0.25: 1，在氮气保护下升温至140 170°C下进行常压酯化反应得聚酯预聚体； 2)将得到的聚酯预聚体减压至500Pa以下，并升温至180 250°C进行缩聚反应，时间300-350...
【专利技术属性】
技术研发人员：高传慧，王传兴，谢清伟，武玉民，许军，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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