[发明专利]一种功能性聚酯

说明书

技术领域：

本发明涉及一种功能性聚酯。

背景技术：

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚酯纤维是目前全世界产量最大的合成纤维品种，单在中国大陆2005年的产能就在1300万吨以上。而乙二醇是制造PET聚酯纤维的主要原料，每制造一吨PET聚酯纤维约需要0.35吨乙二醇。

到目前为止，世界各大生产乙二醇企业，基本上都是采用以石油为原料的工艺，而制造一吨乙二醇涉及到6吨以上的石油原料。我国一些乙二醇生产单位也都是石化系统。引进国外技术和成套设备多半是由环氧乙烷加压水合成和催化水合法生产乙二醇。这些工艺流程长，设备投资大，能耗高；或者催化剂的制备复杂，不稳定或残留量等问题难以解决。而且采油、运输和精炼等都可能造成严重的环境污染等问题。随着石油资源的减少和石油价格的攀升，由石油为原料的工艺路线显然受到了很大威胁。世界油储量已急剧下降，许多化工工业正进行着原料结构的调整。目前世界上已有趋势，认为石化路线没有竞争力，以生物质资源为基础的原料，可以取自植物，并用酶解法可以转化为所需要的产品。

因此利用可再生的谷物资源提取聚酯工业中的乙二醇是国内外研究的热点，这对减少人们对石油资源的依赖，促进聚酯产业的可持续发展有重要意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种原料乙二醇成分中碳元素来源于生物材料的功能性聚酯。

本发明的技术解决方案是：

一种功能性聚酯，由聚对苯二甲酸乙二醇酯与功能性改性剂混合后经双螺杆挤出机共混挤出加工制成，聚对苯二甲酸乙二醇酯是由二酸与原料乙二醇经过酯化、缩聚反应制得的，其特征在于：所述原料乙二醇，是生物材料来源的乙二醇，即乙二醇中的碳元素来源于生物材料，属生物制乙二醇。

聚合物中对苯二甲酸单体、生物制乙二醇单体摩尔比为1∶1.7～2.4。

本发明所述生物材料为玉米、甘蔗、小麦或其他农作物的秸秆。乙二醇是生物材料经过生物发酵和/或化工加工过程制得。原料乙二醇中乙二醇含量为95％-99.9％，在190～350nm波长范围内透过率为50％以上。聚酯中还含有碳元素来源于石油原料的二元酸和二元醇的共聚成分。

本发明的生物材料是玉米、甘蔗、小麦或农作物的秸秆。其中所述玉米，小麦为其种子和/或秸秆。经过生物和/或化工过程得到乙二醇。例如玉米经过生物过程分离淀粉，经过加工得到5碳和6碳的糖，这些糖分经过加氢催化的工艺可以制备出多组分二元醇，经过纯化分离常用步骤后，就可以得到本发明的原料乙二醇组分，这种乙二醇经过加热，用活性碳进行过滤处理，就得到本发明的在190～350nm波长范围内透过率为50％以上的生物乙二醇。

所述具功能性聚酯组合物，由聚酯类材料和功能性材料混合，后经双螺杆挤出机共混挤出加工而成。

改性剂的用量和聚酯的用量比按重量计为15～60∶40～85。改性剂是无机功能性粉体、改性聚酯的共聚物及分散助剂的混合物。熔融态聚酯是聚对苯二甲酸烷烃二醇酯，优选聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯，尤其优选聚对苯二甲酸乙二酯。熔融态聚酯的温度为220～320℃，优选240～300℃。

改性剂也可以是单纯的功能性粉体或改性聚酯的共聚物，也可以是功能性粉体与分散剂的混合物或改性聚酯的共聚物与分散剂的混合物。也可以是其他合适改性剂。功能改性剂为无机粉体或有机物质，功能粉改性剂包括阻燃、导电、抗静电、抗菌、抗紫外线、吸湿、原着或蓄热材料等，其中粒径为纳米级到微米级分布。为了使纳米材料能很好的分散在聚酯中，可加入分散剂，如聚乙烯吡咯烷酮或铝钛复合型偶联剂。通常含纳米粉体的功能性母粒中无机纳米粉体的最佳用量为15～60％。改性聚酯为间苯二元酸烷烃酯共聚物、间苯二元酸烷烃-5-磺酸盐或对苯二甲酸乙二醇、间苯二元酸烷烃酯-5-磺酸盐的共聚物。

用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。

具体实施方式：

生物来源乙二醇：长春大成集团生产，碳元素来源为玉米，纯度：97％。将上述乙二醇加热后用活性炭进行过滤处理，得到在250nm波长的透过率是65％、300nm波长的透过率是90％的乙二醇。

对苯二甲酸：中国扬子石化生产，聚合级。

石油来源乙二醇EG：扬子石化公司生产，碳元素来源为石油，纯度：99％以上。

功能性改性剂是单纯的功能性粉体或功能性粉体与分散剂的混合物或改性聚酯的共聚物与分散剂的混合物。