[发明专利]一种四氢呋喃共聚物及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物合成技术领域，针对现有四氢呋喃共聚物低温改善能力有限的问题，公开了一种四氢呋喃共聚物及其制备方法，包括：（1）制备催化剂相；（2）合成四氢呋喃均聚物：在氮气氛围中，将四氢呋喃和上述催化剂相加入到聚合反应釜反应，得到四氢呋喃均聚物；（3）合成四氢呋喃共聚物：往上述四氢呋喃均聚物中继续加入带支链的二元醇与环氧丙烷的混合物进行聚合反应，得到成品。本发明的共聚物的中间链段是由四氢呋喃均聚物组成，两侧是由带支链的二元醇等组成的四氢呋喃间聚物组成，可使聚氨酯弹性纤维及超纤等产品在温度低于‑20℃以下时，仍然保持较低的结晶性和弹性恢复率，具有较强的低温及极寒环境适应能力。

技术领域

本发明涉及聚合物合成技术领域，尤其涉及一种四氢呋喃共聚物及其制备方法。

背景技术

在众多的功能纤维中，弹性纤维占有很高的地位，在纺织品中加入一定量的弹性纤维，能够给人们更好的体感，更具有舒适性。通常所使用的弹性纤维包括二烯类弹性纤维、聚氨酯纤维(氨纶)、聚醚酯弹性纤维、复合弹性纤维(T400纤维)、聚烯烃弹性纤维(DOWXLA纤维)、硬弹性纤维等，各种弹性纤维的使用，使得各种面料、纺织品种类得到了极大的丰富。这些面料在常温下都能保持其功能性，但是通常在温度降低到一定程度后，则很难维持其在弹性、伸长率、柔韧等方面的性能。即便其中弹性伸长率和耐低温性能最好的聚氨酯纤维(氨纶)在低于-15℃时也出现了性能明显下降的问题；热塑性聚氨酯弹性体(TPU)在温度-10-40℃范围内，其产品的硬度、弹性、拉伸强度、回弹性等都能保持一个良好的状态，但温度低于-15℃以后，其产品的硬度明显上升，弹性、回弹等明显降低，这使得其很难适应低温下的使用环境。

在制备弹性纤维、聚氨酯弹性体等方面，用于制备耐低温性能方面的基础材料的研究方面，已经有不少的先行者，例如：中国专利ZL 01821928.4公开了一种氧四亚甲基二醇共聚物及其制备方法，该共聚物是由四氢呋喃和新戊二醇共聚得到，具有较低的熔点和玻璃化转变温度，在用于生产聚氨酯脲弹性纤维时能够显示出改善的低温性能，但其对于生产聚氨酯弹性体等方面的使用则并未提及。另外，近年以来，通过采用3-甲基四氢呋喃和四氢呋喃为原料制备的共聚物也有提及能够改善下游类似产品的低温性能，但是具体的制备尚没有公开的制备和使用的方法，以及在具体使用下耐低温性能够达到什么样的程度。

发明内容

本发明是为了克服现有四氢呋喃共聚物低温改善能力有限的问题，提供一种四氢呋喃共聚物及其制备方法。本发明的共聚物的中间链段是由四氢呋喃均聚物组成，两侧是由带支链的二元醇等组成的四氢呋喃间聚物组成，对分子链的甲基数量有特定的要求，该聚合物能够用于改善下游产品在低温条件下的性能，可使聚氨酯弹性纤维及超纤等产品在温度低于-20℃以下时，仍然保持较低的结晶性和弹性恢复率，具有较强的低温及极寒环境适应能力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种四氢呋喃共聚物，其分子结构式如下所示：

，单体1、单体3为四氢呋喃，单体2为带支链的二元醇，p、q各自独立的表示0-4的整数，R1和R2各自独立的表示氢原子或含有1-4个碳原子的烃基单体4为环氧丙烷。

在本四氢呋喃共聚物中，四氢呋喃均聚醚部分的长短影响主要影响下游产品的柔性、亲和性手感、弹性伸长率、弹性恢复率等几个主要方面，而带支链错多元醇的加入则主要是为了降低产品分子结构的不规整性，进而提高下游产品的耐低温性能。

作为优选，所述共聚物的相对分子质量为800-3000，四氢呋喃均聚物区的单体数6≤m≤48；整个分子链中0.1(n+d+m+h)≤d≤0.45(n+d+m+h)；在整个分子链中，环氧丙烷单体数量h≤4同时满足h＜0.06(n+d+m+h)。