[发明专利]一种高吸附性聚酯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高吸附性聚酯材料及其制备方法。所述聚酯为带氨基侧基的改性PET聚酯，且环糊精或其衍生物在其分子链上化学固载。制备方法为：以对苯二甲酸、乙二醇，具有氨基保护基的二元氨醇为原料，经酯化缩聚反应制备改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，经脱氨基保护基反应，得到具有自由氨基侧基的聚酯；将环糊精或其衍生物与N‑PET聚酯的氨基侧基进行化学接枝反应，制备具有高吸附性的改性PET聚酯。本发明制备的聚酯材料具有环糊精外部亲水、内部疏水的环状空腔结构，可与水相中一系列有机、无机分子形成主客体包结络合物，用于印染废水、涤纶醇解产物中染料、重金属离子等的吸附。

技术领域

本发明属于功能聚酯材料领域，具体涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的改性方法。

背景技术

环糊精具有“内腔疏水，外壁亲水”的特殊结构和性质，并在外型上呈“截顶圆锥”状的环状低聚糖。由于廉价易得，且具有特殊的结构和性质，环糊精可与水相中一系列有机分子形成主-客体包结络合物，被应用于环境污染物的吸附和萃取等领域，其中，环糊精及其衍生物的化学固载成为其应用拓展的一个重要方向。由于化学固载环糊精或其衍生物，不仅可以很好地保持环糊精或其衍生物固有的空腔结构及优良性质，避免交联聚合造成的环糊精空腔结构的剧烈变化甚至破坏，还能克服环糊精水溶性好，回收困难的缺陷。

聚酯类纤维生产成本低、易获取，PET聚酯是一种生产加工周期短、热力学性能优良的聚酯，常用于工程塑料领域，可以通过对其改性，在其聚酯大分子链上引入功能侧基，实现与环糊精及其衍生物的化学固载，用于环境污染物吸附及涤纶聚酯醇解产物中染料、杂质、重金属离子等的吸附。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效吸附性聚酯材料及其制备方法，合成带有氨基侧基的改性聚酯，实现环糊精或其衍生物在其大分子链上的化学固载，使该聚酯具备良好的力学性能、耐化学试剂性及高吸附性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高效吸附性聚酯材料，其特征在于，所述聚酯为带氨基侧基的改性PET聚酯(NP-PET)，且环糊精或其衍生物在其分子链上化学固载。

优选地，所述带氨基侧基的改性PET聚酯的功能侧基为具有保护基的氨基。

本发明还提供了上述高效吸附性聚酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：在氮气保护下将对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)及催化剂一置于容器中，在220～260℃，0.1～0.3MPa条件下进行酯化反应制备酯化物一，反应时间为1.5～3h；对苯二甲酸与乙二醇加入量的摩尔比为1∶1.2～1∶1.5，催化剂一的添加量为对苯二甲酸摩尔数的0.01～0.1％；

步骤2)：在氮气保护下将对苯二甲酸、具有氨基保护基的二元氨醇及催化剂一置于容器中，在140～200℃、常压条件下进行酯化反应制备酯化物二，反应时间为2～4h，对苯二甲酸与具有氨基保护基的二元氨醇加入量的摩尔比为1∶1.2～1∶3；催化剂一的添加量为对苯二甲酸摩尔数的0.01～0.1％；

步骤3)：在氮气保护下将酯化物一、酯化物一及催化剂一置于容器中，在反应温度为270～290℃的条件下进行缩合聚合反应制备NP-PET聚酯，其中，预缩聚阶段反应的压力为1～50KPa，反应时间为30～60min，之后进入高真空反应阶段，反应压力为10～150Pa，反应时间为2～4h；酯化物二的添加量为酯化物一的摩尔数的5～20％，催化剂一的添加量为两种酯化物摩尔数之和的0.01～0.1％；

步骤4)：选择合适的氨基脱保护试剂，对NP-PET聚酯进行脱氨基保护基反应，反应时间为10～120min，得到N-PET聚酯；