[发明专利]一种生物基聚酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明提供了含二元酸组分、二元醇组分和支化单体残基的生物基聚酯弹性体，二元酸组分中含有：(i)40～100mol％的非对称结构的芳香族二元酸残基，和(ii)0～60mol％的对苯二甲酸残基和/或C4～C12的脂肪族饱和二元酸残基；二元醇组分中含有：(i)50～100mol％的C4～C12的脂肪族饱和二元醇残基，和(ii)0～50mol％的C2～C3脂肪族饱和二元醇残基；二元酸组分、二元醇组分和支化单体残基的摩尔比为1:1.05～2:0～0.05。本发明生物基聚酯弹性体经熔融缩聚制得，本发明生物基弹性体中大部分原料来源于生物质资源，具有优异的弹性和其它力学性能，制备方法易实现工业化。

技术领域

本发明涉及聚酯弹性体的制备领域，具体涉及一种生物基聚酯弹性体及其制备方法。

背景技术

包括化学交联(热固性)硫化橡胶和热塑性弹性体在内的橡胶为三大合成材料之一，因具有优异的弹性而广泛用于轮胎、密封件、减震件、胶管、胶带、胶辊、电缆等领域。

目前所有商品化的橡胶和弹性体都来自天然胶乳或以化石资源为起始原料来合成，其巨量的生产和应用导致一系列资源以及环境问题，因此发展可再生资源部分替代化石资源有利于橡胶工业的可持续性发展。近年来随着生物质转化与利用的深入研究和生物炼制产业的蓬勃发展，出现了大量的生物基单体，如乳酸、甘油、柠檬酸、苹果酸、衣康酸、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、丁二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、2,5-呋喃二甲酸等，为包括生物基弹性体在内的新型生物基聚合物的研究开发提供了新的机会。例如，利用甘油、癸二酸或壬二酸制备的生物基弹性体具有优良的生物降解性和与软组织相当的力学性能，可用作生物医用材料；由衣康酸与乙二醇、丁二醇、丁二酸、癸二酸或者由衣康酸与异戊二烯制备的生物基弹性体，交联之后具有优良的力学性能，被称为生物基工程弹性体。

但是，目前的生物基弹性体普遍由脂肪族结构单元组成，未交联前的生胶力学性能过低，只有在进行交联和补强之后才具有足够的力学性能；作为工程弹性体，普遍为热固性的化学交联弹性体，不溶不熔，难以回收利用。

因此，有必要研究开发具有新颖结构的新型生物基高性能弹性体，弥补现有弹性体性能不足、难以回收利用等问题。

发明内容

针对现有弹性体性能不足、难以回收利用等问题，本发明提供了一种生物基聚酯弹性体及其制备方法，所得生物基聚酯弹性体具有优异的弹性，也保持优异的力学强度，易回收利用。

本发明采用的技术方案如下：

一种生物基聚酯弹性体，所述生物基聚酯弹性体含有二元酸组分、二元醇组分和支化单体残基，其中，

二元酸组分中含有：

(i)40～100mol％的非对称结构的芳香族二元酸残基，和

(ii)0～60mol％的对苯二甲酸残基和/或C4～C12的脂肪族饱和二元酸残基；

二元醇组分中含有：

(i)50～100mol％的C4～C12的脂肪族饱和二元醇残基，和

(ii)0～50mol％的C2～C3脂肪族饱和二元醇残基；

二元酸组分、二元醇组分和支化单体残基的摩尔比为1:1.05～2:0～0.05。

所述非对称结构的芳香族二元酸选自呋喃二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的一种或多种。

所述支化单体选自甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、偏苯三酸、均苯四酸酐、柠檬酸、苹果酸、二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种或多种。

优选地，所述二元酸组分中含有：

(i)45～90mol％的非对称结构的芳香族二元酸残基，和