[发明专利]一种戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐及其制备方法

说明书

本发明公开了一种戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐及其制备方法。所述的共晶盐是戊二胺阳离子与丁二酸阴离子和对苯二甲酸阴离子以摩尔比为2:1:1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐，分子式为C₂₂H₄₀N₄O₈。所述的制备方法为从含有溶解的戊二胺、丁二酸和对苯二甲酸的溶液中结晶出戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐，从所述的溶液中分离，干燥，即得。与现有技术相比，本发明戊二胺‑丁二酸‑对苯二甲酸共晶结构聚合得到的聚合物性能更加优良，熔点降低为213.8℃，为熔融聚合的最佳温度，避免了由于温度过高导致的晶体发黄的现象。

技术领域

本发明属于结晶技术领域，具体涉及一种戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐及其制备方法。

背景技术

尼龙是一类非常重要的聚合物材料，学名聚酰胺，是大分子链上含有若干酰胺基团重复单元的一类热塑性树脂，简称PA，主要分为脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺和脂肪芳香族聚酰胺三大类。尼龙普遍具有良好的机械强度和韧性，其抗拉又抗压，拉伸强度高于金属，压缩强度与金属相当，同时，其兼有出色的耐老化性能。工业产品反复曲折仍能保持原有机械强度，综合性能优良，加工容易，近年来常与玻璃纤维等材料填充，增强改性。在汽车、高档纺织等多个邻域有着重要的用途。目前，用于生产尼龙的单体主要通过化学加工获得，是化石资源的衍生物。随着化石资源的日渐枯竭以及人们环保意识的加强，开发以生物质为资源的纤维，从资源和环境两方面都符合社会发展的趋势。

共结晶(co-crystallization)是多种固体物质以共晶体(co-crystal)状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。共结晶过程从属于新兴的晶体工程学范畴。广义的定义认为共晶是一个晶体结构中含有至少两种的不同原子、离子化合物或分子或者是一种混合晶体。

生物基尼龙5X系列是由生物基戊二胺(1,5-Diaminopentane，又名尸胺)和二元羧酸聚合而成的材料，具有优良的力学性能。合成尼龙5X的最佳单体是高品质的尼龙5X系列单体盐，然而在实验过程中发现，戊二胺丁二酸晶体盐(尼龙54单体盐)在结晶的过程中容易聚结油析，导致难以获得高品质的晶体；得到的晶体稳定性较差，在高湿度的环境下吸湿性较严重，极易液化。另外戊二胺对苯二甲酸晶体盐(尼龙5T单体盐)的熔点较高(267.5±4.2℃)，熔融聚合的过程中会出现晶体发黄的现象，导致产品的品质有所下降。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐(5₂4T共晶盐)。

本发明还要解决的技术问题是提供上述共晶盐的制备方法。

发明思路：现有技术中戊二胺对苯二甲酸晶体盐(尼龙5T单体盐)的熔点较高(267.5±4.2℃)，熔融聚合的过程中会出现晶体发黄的现象，导致产品的品质有所下降。故本发明尝试通过共结晶的手段将戊二胺，丁二酸，对苯二甲酸三种组分结合在一起，从而改善单组份熔点，这有利于后期聚合，避免了由于熔点过高而导致聚合过程中晶体发黄的缺点；另外，和单组份相比，5₂4T共晶盐的热稳定性和湿度稳定性等性质都有一定程度的提高。对于戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶，由于分子间发生了质子转移，故可以称为广义上的共晶盐，即戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐(5₂4T共晶盐)。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种戊二胺丁二酸对苯二甲酸共晶盐。与传统的二元盐类产品不同，所述的共晶盐是戊二胺阳离子与丁二酸阴离子和对苯二甲酸阴离子以摩尔比为2:1:1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐，分子式为C₂₂H₄₀N₄O₈，晶胞中不含结晶水，分子结构如式Ⅰ所示：