[发明专利]一种聚2;5-呋喃二甲酸乙二醇酯成核剂及其快速结晶的塑料

说明书

本发明公开了一种2,5‑呋喃二甲酸异辛酯在聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯中作为成核剂的应用。本发明还公开了一种快速结晶的聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯塑料，按照质量百分比计，包括以下组分：聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯85～98％；2,5‑呋喃二甲酸异辛酯2～15％。本发明还公开了一种快速结晶的聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯塑料的制备方法，将2,5‑呋喃二甲酸异辛酯和聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯按照质量百分比预混均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出拉条后得到。本发明的快速结晶的聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯塑料具有较快的结晶速率和较高的相对结晶度，注塑成型周期短，制备方法简单，生产成本低，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯成核剂及其快速结晶的塑料。

背景技术

聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯具有较高的玻璃化转变温度，优异的氧气、二氧化碳以及水的阻隔性能被广泛使用。但是由于单体2,5-呋喃二甲酸的分子对称性较低，刚性强，以及分子间的偶极作用大使得聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯在结晶过程中链段的运动受到阻挠，结晶速率慢，成型加工周期长，限制了聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯在生产生活中的应用。

目前常用的加快结晶速率的方法是在基体中添加成核剂。该方法简单易行，效果较好，但是一般的无机成核剂与基体的相容性较差，容易发生团聚现象。

公开号为CN 107118521 A的中国发明专利公开了一种聚呋喃二甲酸乙二醇酯树脂组合物，通过加入成核剂显著地提高了聚呋喃二甲酸乙二醇酯的结晶速率和相对结晶度；所使用的成核剂为滑石粉、碳酸钠、二氧化硅、异山梨醇、苯甲酸钠、N，N’-乙撑双月桂酰胺和乙烯-甲基丙烯酸的离子聚合物中的一种或几种。

发明内容

本发明提供了一种2,5-呋喃二甲酸异辛酯在聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯中作为成核剂的应用。采用2,5-呋喃二甲酸异辛酯作成核剂，使聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的结晶速率和相对结晶度明显增加。

一种2,5-呋喃二甲酸异辛酯在聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯中作为成核剂的应用，所述的2,5-呋喃二甲酸异辛酯，具有如下所示的结构式：

2,5-呋喃二甲酸异辛酯能够促进聚合物大分子间或链段间的运动，降低分子之间的摩擦力，加快结晶速率；而且2,5-呋喃二甲酸异辛酯与聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯具有良好的相容性，克服了无机成核剂与基体相容性较差，易发生团聚的缺点。

所述的2,5-呋喃二甲酸异辛酯可以采用常规方法进行制备，也可以采用如下步骤：

(1)将异辛醇、2,5-呋喃二甲酸和催化剂混合，保护气氛中加热，反应3～5h；

(2)升温蒸发过量的异辛醇，3～4h后停止反应，得到粗产物；

(3)对粗产物进行后处理，得到2,5-呋喃二甲酸异辛酯。

醇适当过量，有利于酯化反应的充分进行。

作为优选，步骤(1)中所述的异辛醇与2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为2.5～3:1。

作为优选，步骤(1)中所述的催化剂为对甲苯磺酸，易溶于反应液，属于均相催化，对反应的催化效率较高。

步骤(1)中所述的反应的温度为160～180℃。

步骤(1)中反应温度较高，需在保护气氛中进行，否则会发生氧化等副反应，导致体系中杂质增多，产品质量下降。

步骤(1)中所述保护气氛为本领域技术人员熟知的保护气体，

作为优选，保护气氛为氮气、氦气或氩气。