[发明专利]一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法及用途，属于聚酯合成领域。该类聚酯以具有环状刚性基团的2,5‑二甲氧基对苯二甲酸二甲酯、异山梨醇为原料，通过催化酯交换反应得到酯交换产物，再通过催化缩聚反应得到聚酯粗品，最后经过溶剂萃取、沉淀剂沉淀、过滤、干燥得到目标聚酯。所合成的聚酯具有高的分子量、高热性能和良好的力学性能等特点，又有如生物基的聚乳酸在自然土壤环境下易降解的特征。本发明制备的一种基于全生物质单体的聚酯主要应用于制备瓶级聚酯材料。

技术领域

本发明涉及一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法及用途。具体涉及以具有环状刚性基团2,5-二甲氧基对苯二甲酸二甲酯和异山梨醇为原料，通过催化缩合反应，制得的一种基于全生物质单体的聚酯，属于聚酯合成领域，尤其涉及一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法及用途。

背景技术

随着聚酯行业高速发展，聚酯产品已广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域。虽然聚酯材料方便了人类的物质生活，但是其经过使用后的废弃物在自然环境里极难降解，从而导致了严重的“白色污染”。因此，研发生物降解的聚酯材料具有重要的意义，其中，采用生物基原料为单体合成的聚酯材料具有优异的降解特性，成为聚酯研究热点。采用生物基原料为单体合成的聚酯也能大大地减少对化石原料的依赖，具有广阔的前景。

目前，生物降解性聚酯主要的代表品种有聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚乙醇酸(PGA)等，这些生物降解性聚酯的主链各个结构单元通过易水解的酯键链接而成，主链柔顺，因而易被自然界的多种微生物或动植物体内酶分解、代谢，最终形成二氧化碳和水，但是这些生物降解性聚酯自身不含刚性基团，存在着熔点低、力学性能差、不易加工等缺点。`

基于以上背景，研发具有优良使用性能同时具有良好生物降解性的聚酯材料是国内外科研人员关注和开发的热点。本发明采用具有环状刚性基团生物基的2,5-二甲氧基对苯二甲酸二甲酯、生物基异山梨醇为原料，通过催化缩合反应，制得了一种基于全生物质单体的聚酯。其中2,5-二甲氧基对苯二甲酸二甲酯可以由1,4-环己二酮-2,5-二甲酸二甲酯为原料制备得来，而1,4-环己二酮-2,5-二甲酸二甲酯是一种可以由琥珀酸通过反应制得的生物质原料，琥珀酸天然来源是松属植物的树脂形成的琥珀，此外还广泛存在于多种植物、动物的组织中，来源广泛且廉价易得。异山梨醇为生物基脂肪族二醇，一般可由可再生资源如糖类、淀粉类制备而来，异山梨醇被认为是绿色的生物基单体，具有原料来源丰富、特殊的手性特征、生物可降解、无毒及热稳定性好的特征，因此在包装材料、液晶、光学材料、医药材料等方面有着极大的应用前景。

发明内容

生物降解性聚酯主要的代表品种有聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚乙醇酸(PGA)等，这些生物降解性聚酯自身不含刚性基团，存在着熔点低、力学性能差、不易加工等缺点。针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的提供一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法及用途，具体为采用具有环状刚性基团生物基的2,5-二甲氧基对苯二甲酸二甲酯、生物基异山梨醇为原料，通过催化缩合反应，制得一种基于全生物质单体的聚酯。该基于全生物质单体的聚酯与聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚乙醇酸(PGA)等相比，其熔点高、热稳定性好，力学性能强，具备优良使用性能，并且废弃后在自然土壤环境下具备优异的降解性能。

本发明采用如下技术方案：

一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法及用途，该基于全生物质单体的聚酯的结构式如下所示（式Ⅰ）：

式Ⅰ

为更好的实现本发明的技术方案，本发明还公开了一种基于全生物质单体的聚酯、制备方法，包括如下步骤：

1）将2,5-二甲氧基对苯二甲酸二甲酯、异山梨醇及催化剂，置于100℃～180℃及氮气保护下进行4h～6h酯交换反应，得到酯交换产物。