[发明专利]一种低黄变2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法

说明书

技术领域

一种低黄变2，5-呋喃二甲酸基聚酯及其制备方法，属于高分子材料技术领域。 

背景技术

聚酯是指大分子主链是以酯基为主要构成的聚合物材料，聚酯强度和模量都很大，可以用作塑料，纤维，膜等方面。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是最重要的六大商用聚合物之一，它被广泛应用于包装材料、饮料瓶和纺织服装产品的生产。 

目前，工业化传统聚酯的单体大多来源于石油，然而石油是不可再生资源，随着资源的不断减少，聚酯的发展也必将受到一定程度上的限制。因此，寻求和发展非石油基聚合物来替代目前通用的石油基材料是应对资源危机的一个可行途径。根据最新研究结果表明(J.Am.hem.Soc，2009，131(5)：1979-1985.)，玉米等植物秸秆通过一系列催化裂解反应可以制备2，5-呋喃二甲酸，其产率高、成本低，且源于植物，属于可再生的生物质原料。2，5-呋喃二甲酸的化学结构与性能与对苯二甲酸类似，如果以它为原料制备聚酯，将在替代目前通用的PET，PBT等聚酯材料的方面具有巨大的潜力。 

然而，呋喃结构单元在高于200℃就会发生严重老化降解，因此，采用熔融缩聚法(240-270℃)制备的2，5-呋喃二甲酸基聚酯会呈现褐色或黑色，如何避免聚合反应中产物颜色变深是亟需解决的问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低黄变2，5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，具体说来采用溶液缩聚法制备低黄变2，5-呋喃二甲酸基聚酯。 

本发明的技术方案：一种低黄变2，5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，以2，5-呋喃二甲酸和二元醇为原料，采用溶液缩聚法制备2，5-呋喃二甲酸基聚酯。 

所述的二元醇选用乙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，6-己二醇，1，4-环己烷二甲醇中的至少一种。 

所述溶液缩聚反应的溶剂选用四氯乙烷，缚酸剂选用吡啶或三乙胺，优选三乙胺。 

溶液缩聚：称取一定量2，5-呋喃二甲酸于反应器中，加入6～20倍(摩尔数)的氯化亚砜，催化剂为二甲基甲酰胺，用量控制为单体量的0.1mol％，在60～80℃下回流反应6～8h，随后减压除去过量的氯化亚砜，制备2，5-呋喃二甲酰氯；按2，5-呋喃二甲酰氯∶二元醇∶三乙胺的摩尔比为1∶1∶(2～2.4)称取2，5-呋喃 二甲酰氯、二元醇、三乙胺，将二元醇及三乙胺溶于3～15倍(摩尔数)四氯乙烷中置于反应器中，将2，5-呋喃二甲酰氯溶于10～20倍(摩尔数)的四氯乙烷溶剂中，N₂保护下，0～5℃下将2，5-呋喃二甲酰氯的四氯乙烷溶液缓慢滴加到二元醇溶液中，0.5h滴加完成，再将温度调节为10～55℃，继续反应48～96h，反应完毕后，进行沉淀、洗涤和干燥，得到白色聚合物粉末。 

以2，5-呋喃二甲酸和1，4-环己烷二甲醇为单体时，所得聚合物为： 

n＝100-500，表示成PCF。 

用所述的制备方法制得的2，5-呋喃二甲酸基聚酯，该聚酯为白色粉末，特性粘度≥0.25dL/g，其采用的2，5-呋喃二甲酸单体为生物质原料，可再生，该聚酯用于纤维和包装材料领域。 

附图说明

图1本发明实施例2提供的PPF的核磁共振氢谱图。 

图2本发明实施例1提供的聚2，5-呋喃二甲酸基聚酯的差示扫描量热仪DSC曲线。由图可知，所述聚2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯玻璃化转变温度为44℃，熔点为172℃。 

具体实施方式

实施例1 

称取15.6g(0.1mol)2，5-呋喃二甲酸于反应器中，加入70ml的氯化亚砜，催化剂为二甲基甲酰胺，用量控制为单体量的0.1mol％，在80℃下回流反应5h，后减压除去过量的氯化亚砜，制备2，5-呋喃二甲酰氯。按配比称取2，5-呋喃二甲酰氯19.3g(0.1mol)、乙二醇6.2g(0.1mol)、三乙胺20.2g(0.2mol)，将乙二醇及三乙胺溶于150ml四氯乙烷中置于反应器中，再将2，5-呋喃二甲酰氯溶于150ml的四氯乙烷溶剂中，N₂保护，0～5℃下将2，5-呋喃二甲酰氯的四氯乙烷溶液缓慢滴加到乙二醇溶液中，0.5h滴加完成，再将反应温度调节为50℃反应48h；反应完毕后，进行沉淀、洗涤和干燥，得到白色聚合物粉末。采用乌氏粘度计进行特性粘度的测试，结果见表1。所得聚合物的分子结构式为： 

n＝100-500，表示为PEF。 

实施例2