[发明专利]一种性能可控的聚酯热塑性弹性体及其合成方法

说明书

技术领域：

本发明涉及聚对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇弹性体及其合成方法，通过调节软硬段组分含量，调节弹性体的机械性能和耐热性能等。

背景技术：

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为硬段和聚对苯二甲酸戊二醇酯(PPT)为软段的PET/PPT共聚物具有降解产物酸性低、无毒，生物相容性好，不易引起受体组织炎症反应等优点。经过多年探索，聚酯类热塑性弹性体制成的三维支架及载体，已用于骨、软骨、皮肤及鼓膜组织工程和药物控制缓释体系研究中，与聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLLA)和聚己内酯(PCL)及其共聚物等可降解高分子支架及载体相比，这类材料还具有机械及降解性能可调、价廉易得等特点。

本发明合成的聚对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇弹性体，机械性能和耐热性能可以通过调节软段和硬段的比例进行调控。该弹性具有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的优异的机械强度和成纤性能，可以成为纺织高性能纤维的原料，同时该聚合物分子中引入了长链软段，从而克服了PET韧性差的缺陷，将有望成为新型工程材料。

发明内容：

本发明的目的是提供一种通对邻苯二甲酸、乙二醇和1，5-戊二醇合成一种聚对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇聚酯类热塑性弹性体及其合成方法。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现，所述的聚对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇聚酯类热塑性弹性体为下式结构的化合物：

式中n代表聚合度，为30～120。

聚对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇聚酯类热塑性弹性体利用对苯二甲酸与乙二醇和1，5-戊二醇分别酯化生成二聚体，然后根据不同性能的需求将一定物质量比的两种二聚体共聚生成聚酯类热塑性弹性体。整个合成过程可以分为两个阶段。所述的对苯二甲酸二乙二醇酯和对苯二甲酸戊二醇酯一般按物质量比为1∶0.5～1.5混合，通过缩聚制得对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇三元共聚酯热塑性弹性体。

第一个阶段是两种二聚体的合成，反应式1为聚对苯二甲酸二乙二醇酯的合成，反应式2为聚对苯二甲酸戊二醇酯的合成。两个过程的反应温度在180～240℃之间，搅拌速率在100～300r/min之间，通过蒸馏出水的体积量为理论值的80～95％进行判断反应终点。反应中一般要加催化剂，催化剂可以采用本领域一般技术人员能用到的，本发明催化剂优选钛酸丁酯。

反应式1为聚对苯二甲酸二乙二醇酯的合成

反应式2为聚对苯二甲酸二戊二醇酯的合成

具体反应步骤为：准确称取配方量的对苯二甲酸酐粉末、乙二醇以及1，5-戊二醇，1)将对苯二甲酸酐粉末、乙二醇和催化剂加入反应装置中，在氮气保护和常压条件下，缓慢加热使体系温度维持在180～240℃，搅拌速度保持在100-300r/min的情况下反应1-2h，待蒸出反应水的体积量达到理论计量值的80～95％的情况下，停止反应，得到对苯二甲酸二乙二醇酯；2)将对苯二甲酸酐粉末、1，5-戊二醇和催化剂加入反应装置中，在氮气保护和常压条件下，缓慢加热使体系温度维持在180～240℃，搅拌速度保持在100-300r/min的情况下反应1-2h，待蒸出反应水的体积量达到理论计量值的80～95％的情况下，停止反应，得到对苯二甲酸戊二醇酯。

第二个阶段是聚对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇聚酯类热塑性弹性体的合成，合成过程的反应见下述的反应式3。反应过程需要缓慢降低反应体系的压力直至500～130Pa之间，反应温度维持在240～270℃，搅拌速率为200～300r/min。

反应式3为由对苯二甲酸二乙二醇酯和对苯二甲酸戊二醇酯按物质量比为1∶0.5～1.5混合，通过缩聚制得对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇三元共聚酯热塑性弹性体。

具体反应步骤为：将第一个阶段获得的两种合成产物对苯二甲酸二乙二醇酯和对苯二甲酸戊二醇酯按照物质量比为1∶0.5～1.5迅速转入同一反应装置中进行反应，升高油浴温度到240～270℃，搅拌速率维持在200～300r/min，缓慢降低反应体系的压力直至500～130Pa，反应2～3h后，待反应体系中不再有挥发性物质蒸馏出来后，停止反应，即得对苯二甲酸-乙二醇-戊二醇三元共聚酯热塑性弹性体。

在此第二个阶段的对苯二甲酸二乙二醇酯和对苯二甲酸戊二醇酯按照物质量比为1∶0.5～1.5迅速转入同一反应装置中进行反应时，一般要添加聚合稳定剂，可以采用本领域一般技术人员能用到的聚合稳定剂，本发明优选磷酸三苯酯作为聚合稳定剂。