[发明专利]生物基聚酯型亲水绵及其制备方法

说明书

本发明公开了生物基聚酯型亲水绵及其制备方法，包括以下步骤：步骤一、利用第一生物质制得多元醇，再对所述多元醇进行化工氢化裂解得到生物基乙二醇；其中，向所述生物基乙二醇中加入质量分数为0.1‑0.2%的二氧化硅，并混合均匀；步骤二、对第二生物质进行催化，制得生物基对苯二甲酸；步骤三、将所述生物基乙二醇和所述生物基对苯二甲酸按照摩尔比1:1‑1.4混合均匀后加入聚合釜中。本发明中，作为主要原料的对苯二甲酸和乙二醇均采用资源丰富的可再生生物质制备，从而降低对不可再生的化工原料的依赖，尤其是非粮食生物质为原料制备合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯，不经能够缓解原料压力，同时也能解决长久以来白色污染带来的困扰。

技术领域

本发明涉及聚酯型亲水绵领域，具体涉及生物基聚酯型亲水绵及其制备方法。

背景技术

PET也叫聚对苯二甲酸乙二醇酯，通常是由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而得来，对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。虽然PET具备较多的优点广受消费者喜爱，但是其本身的特性也带来了其亲水性差的缺点，进一步阻碍了它的发展与应用。

目前提高PET亲水性的方法主要有化学改性和物理改性，而化学改性方法比较稳定、持久和有效，因此被广泛采用。化学改性有共聚、表面化学反应等方法，使用共聚合的方法改性是化学改性剂中非常重要的一种方法，它是以精对苯二甲酸、乙二醇为主要原料，在合成阶段加入一定量的第三单体组分，第四单体组分，甚至第五单体组分等进行共聚合，制取共聚物。

虽然采用了各种改进手段，但是目前的PET材料的整体性能及亲水性并无显著提升，达不到预期效果。

发明内容

本发明的目的在于提供生物基聚酯型亲水绵及其制备方法，以解决目前的PET材料的整体性能及亲水性并无显著提升，达不到预期效果的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了生物基聚酯型亲水绵的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、利用第一生物质制得多元醇，再对所述多元醇进行化工氢化裂解得到生物基乙二醇；

其中，向所述生物基乙二醇中加入质量分数为0.1-0.2%的二氧化硅，并混合均匀；

步骤二、对第二生物质进行催化，制得生物基对苯二甲酸；

步骤三、将所述生物基乙二醇和所述生物基对苯二甲酸按照摩尔比1:1-1.4混合均匀后加入聚合釜中，然后加入催化剂和稳定剂，混合搅拌均匀后充分反应，以所述生物基对苯二甲酸的总量计，所述催化剂的摩尔用量为0.01%-0.04%；所述稳定剂的摩尔用量为0.01%-0.04%；其中，反应条件至少满足：反应温度240-250℃，反应压力0-0.3MPa，反应时间3-4h；

步骤四、在完成步骤三的反应后，缓慢加入多元醇，加入过程中不断搅拌，反应完成后，抽真空进行缩聚反应，制得生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯，以所述生物基对苯二甲酸的总量计，所述多元醇的摩尔用量为0.6%；

其中，所述缩聚反应条件至少满足：缩聚温度280-290℃，缩聚时间3-4h；

步骤五、利用臭氧化法对得到所述生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯进行改性，并在惰性气体的保护下将含有亲水性基团的单体分子与生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯进行封闭聚合反应，制得高亲水性的改性生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯；

其中，所述改性反应的条件至少满足：反应温度65-75℃，反应时间2-3h。

进一步的，步骤一中，所述第一生物质为蔗糖、淀粉、纤维素、木质素和植物油中的至少一种：

其中，蔗糖、淀粉、纤维素采用糖化后发酵方法制得多元醇；

纤维素和木质素采用热裂解、催化裂化、氢化和催化脱水方法中的一种制得多元醇；

植物油采用过度金属催化羟基化法、臭氧氧化法和醇解方法中的一种制得多元醇。