專利名稱：2,5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種2，5"呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯及其制備方法。聚對(duì)苯二甲酸二醇酯是一類重要的聚酯，其被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯由于具有良好的成纖性能、良好的力學(xué)性能、耐磨性、抗蠕變性和電絕緣性， 而被廣泛應(yīng)用于工程塑料和機(jī)械零件等材料的加工生產(chǎn)中。目前，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了聚對(duì)苯二甲酸二醇酯的多種制備方法，如利用對(duì)苯二甲酸和二元醇的反應(yīng)合成聚對(duì)苯二甲酸二醇酯。其中，作為原料之一的對(duì)苯二甲酸的分子式為 C8H6O4，分子量為166. 13，雖然它是產(chǎn)量最大的二元羧酸，但是也是一種依賴石油資源的化工產(chǎn)品，不僅價(jià)格昂貴，而且隨著石油資源的日益枯竭，對(duì)苯二甲酸的產(chǎn)量也會(huì)受到限制。 采用可再生資源全部代替或部分代替依賴石油資源的化工原料已經(jīng)成為近幾年研究的熱點(diǎn)，而尋求基于可再生資源的二元羧酸全部代替或部分代替對(duì)苯二甲酸，制備具有與聚對(duì)苯二甲酸二醇酯相似的良好性能的聚酯正是其中的研究熱點(diǎn)之一。2，5_呋喃二甲酸是一種來(lái)源廣泛的二元羧酸，可以可再生資源為初始原料制備， 如有以下兩種方法(1)廣泛存在于蜂蜜、水果、根類蔬菜等食品中的果糖經(jīng)脫水形成5-羥甲基糠醛，5-羥甲基糠醛經(jīng)氧化后得到2，5-呋喃二甲酸；( 廣泛存在于乳制品、甜菜、天然樹(shù)脂等物質(zhì)中的半乳糖、半乳糖醇或半乳糖醛經(jīng)硝酸氧化生成半乳糖二酸，半乳糖二酸與溴化氫反應(yīng)得到2，5-呋喃二甲酸。同時(shí)，2，5-呋喃二甲酸的分子式為C6H4O5，分子量為 156.09，CAS登錄號(hào)為3238-40-2，且具有式(III)結(jié)構(gòu)的2，5-呋喃二甲酸與式(IV)所示的對(duì)苯二甲酸結(jié)構(gòu)相似。因此，可以2，5_呋喃二甲酸代替部分對(duì)苯二甲酸，制備與聚對(duì)苯二甲酸二醇酯結(jié)構(gòu)相似、性能相當(dāng)?shù)木埘ァ?br> 權(quán)利要求
1.2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯，具有式(I)所示的第一重復(fù)單元和式(II)所示的第二重復(fù)單元
2.—種2，5_呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯的制備方法，包括以下步驟在催化劑的作用下，2，5-呋喃二甲酸、對(duì)苯二甲酸和脂肪族二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)，得到第一中間產(chǎn)物；將所述第一中間產(chǎn)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述對(duì)苯二甲酸與2，5-呋喃二甲酸的摩爾比為1 1000 1000 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述脂肪族二元醇為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇,1,7-庚二醇或1，8-辛二醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述2，5-呋喃二甲酸和對(duì)苯二甲酸的總和與脂肪族二元醇的摩爾比為1 1.0 1 3.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為錫類催化劑或鈦類催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑的質(zhì)量為2，5-呋喃二甲酸、對(duì)苯二甲酸和脂肪族二元醇的總質(zhì)量的0. 018% 0. 30%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述酯化反應(yīng)的溫度為170°C 230 °C，所述酯化反應(yīng)的時(shí)間為120min 300min，所述酯化反應(yīng)的壓力為0. IMPa
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一中間產(chǎn)物在磷類化合物的存在下發(fā)生縮聚反應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述縮聚反應(yīng)的溫度為200°C 280°C，所述縮聚反應(yīng)的時(shí)間為120min 480min，所述縮聚反應(yīng)的壓力為0. IPa lOOPa。·0.4MPa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯，其具有式(I)所示的第一重復(fù)單元和式(II)所示的第二重復(fù)單元，其中，x＝2～8；所述第一重復(fù)單元與所述第二重復(fù)單元的摩爾比為1∶1000～1000∶1。本發(fā)明提供的2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯與聚對(duì)苯二甲酸二醇酯結(jié)構(gòu)相似，更具有與其相似的良好性能，可用于制備工程塑料和薄膜等材料，而且，作為原料之一的2，5-呋喃二甲酸可基于可再生資源，來(lái)源廣泛，不受石油資源日益枯竭的影響。本發(fā)明還提供了一種2，5-呋喃二甲酸-對(duì)苯二甲酸-脂肪族二元醇共聚酯的制備方法。
文檔編號(hào)C08G63/183GK102432847SQ20111024658
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者劉茜, 周光遠(yuǎn), 姜敏, 張強(qiáng), 蘇小龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所