[发明专利]一种制备高耐热性聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种制备高耐热性聚酯的方法。

背景技术

聚酯是一类分子链中含有酯键的高分子材料，包括芳香族聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）、聚对萘二甲酸乙二酯（PEN）等，以及脂肪族聚酯如聚乳酸（PLA）等。通常，芳香族聚酯由于分子链中含有苯环或萘环而具有较高的熔点和使用温度，但同时也受制于较慢的结晶速率，通过常规加工方法难以充分发挥其高耐热性的优势。脂肪族聚酯分子链中不含苯环或萘环，耐热性较差。

为进一步提高聚酯的耐热性，目前已公知的方法是通过加入填料、添加成核剂或退火处理。加入填料通常需要较高的填料含量，容易造成聚酯其它性能的负面影响，如密度增大，透明度、韧性和抗冲击性能下降等，制约聚酯的应用。添加成核剂可促进聚酯结晶，通常成核剂的含量不必太高，从而在提高聚酯耐热性的同时避免其它性能变差，但目前聚酯成核剂的种类较少，且缺乏一种适用于多种聚酯的通用成核剂。退火处理通常分为常压退火和高压退火两种。常压退火是指在常压、温度介于聚酯的玻璃化转变温度（T_g）和熔点（T_m）之间进行，其实际效果是提高聚酯的结晶度。然而，由于聚酯的结晶速率较慢，这种常压退火通常需耗时数分钟至数小时，对聚酯耐热性的提高也很有限。高压退火是指在高压、温度高于聚酯的熔点（T_m）下进行，在聚酯中生成熔点显著提高的伸直链晶体，不仅大幅提高聚酯的耐热性，也有利于聚酯力学性能如模量的改善。然而，如文献[Journal of Materials Science Letters,1999,18:609]和[Polymer,2001,42:8867]报道，这种高压退火通常需要使用300～400MPa的高压，而且耗时0.5～36小时。可见，上述公知方法虽然能够不同程度地提高聚酯的耐热性，但有降低材料性能、缺乏通用性、效果不够明显、可操作性差、生产效率低等缺点中的一个或多个。因此，亟待开发新的提高聚酯耐热性的方法，以满足高温使用条件对聚酯高耐热性的要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术现状，提供一种制备高耐热性聚酯的方法。

本发明方法包括以下步骤：(1)将聚酯经过真空干燥；(2)将干燥后的聚酯在带有加热装置的挤出机中熔融，然后在挤出温度T_e和挤出压力P_e下通过口模挤压成棒、管或片材，或挤入模具中成型。

步骤(1)中所述的聚酯为高特性黏度聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、高特性黏度聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）、高特性黏度聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）、高特性黏度聚对萘二甲酸乙二酯（PEN）、高分子量聚乳酸（PLA）中的一种；或

高特性黏度聚对苯二甲酸乙二酯（PET）与低特性黏度聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的二元混合物；或

高特性黏度聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）与低特性黏度聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）的二元混合物；或

高特性黏度聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）与低特性黏度聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）的二元混合物；或

高特性黏度聚对萘二甲酸乙二酯（PEN）与低特性黏度聚对萘二甲酸乙二酯（PEN）的二元混合物；或

高分子量聚乳酸（PLA）与低分子量聚乳酸（PLA）的二元混合物；所述的高分子量聚乳酸（PLA）的重均分子量为25～81万，L旋光异构体摩尔含量为76～98%；所述的低分子量聚乳酸（PLA）的重均分子量为6～24万，L旋光异构体摩尔含量为42～98%。

所述的高特性黏度聚对苯二甲酸乙二酯、高特性黏度聚对苯二甲酸丙二酯、高特性黏度聚对苯二甲酸丁二酯、高特性黏度聚对萘二甲酸乙二酯的特性黏度为1.05～3.15dL/g；聚酯特性黏度参照ASTM D4603方法测定。

所述的低特性黏度聚对苯二甲酸乙二酯、低特性黏度聚对苯二甲酸丙二酯、低特性黏度聚对苯二甲酸丁二酯、低特性黏度聚对萘二甲酸乙二酯的特性黏度为0.48～1.00dL/g；聚酯特性黏度参照ASTM D4603方法测定。

作为优选，干燥后的聚酯中高特性黏度或高分子量聚酯的含量占聚酯二元混合物重量的0.5～50﹪；

进一步优选，干燥后的聚酯中高特性黏度或高分子量聚酯的含量占聚酯二元混合物重量的0.5～5﹪。