[发明专利]一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体及其制备方法

说明书

一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体及其制备方法，一种热塑性聚酯弹性体及其制备方法，该热塑性聚酯弹性体包括由2,5‑呋喃二甲酸聚酯的硬段和生物基聚酯的软段；本发明还提供了一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体的制备方法；本发明的全生物基热塑性聚酯弹性体具有优良的力学性能，通过改变2,5‑呋喃二甲酸聚酯的硬段和生物基聚酯软段的比列可以调节热塑性聚酯弹性体的力学性能、结晶和热性能，获得从硬的塑料到软的弹性体，弹性体所有单体原料均来源于可再生资源，不依赖于石油基单体，是一种新型的绿色高分子材料。

技术领域

本发明涉及一种热塑性聚酯弹性体及其制备方法，特别是涉及一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性弹性体是指兼具有橡胶和塑料的特性，在常温下表现为传统硫化橡胶的高弹性，高温下又能像热塑性树脂一样反复加工，塑化成型。热塑性弹性体在其使用温度下一般含有两相，一相为硬段（硬段的Tg高于其使用温度），另一相为软段（软段的Tg低于其使用温度），硬段间形成可逆的物理交联点，承受应力，软段是自由分布的高弹性链段，贡献弹性，并且硬段与软段之间存在着相互作用，通过调节软硬段的组成及比例可以得到不同性能的热塑性弹性体。热塑性聚酯弹性体是一种典型的、备受关注的热塑性弹性体，已广泛应用于汽车工业制品、电缆电线、文体用品、电子电器、生物材料等领域。

目前大部分的热塑性聚酯弹性体的制备原料都是来源于化石资源的芳香族化合物，例如以聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PPT）、聚萘二甲酸丁二醇酯（PBN）等芳香族聚酯为硬段，以聚氧亚烷基二醇类（如聚四亚甲基二醇，PTMG）、聚己内酯、聚碳酸酯等聚酯类为软段。尽管热塑性聚酯弹性体具有可回收再利用的特点，但这些合成的热塑性聚酯弹性体的主要原料（如对苯二甲酸）大都来源于不可再生的化石资源，且单体的制造过程对环境污染大且有毒，生产过程中会释放大量的温室气体CO2。因此，制备一种新型的全生物基热塑性弹性体替代传统的石油基热塑性弹性体，是高分子材料领域急需解决的问题。

2, 5-呋喃二甲酸（FDCA）一种可以从可再生资源中获得的生物基单体，如多糖，淀粉和木质纤维素等，已引起学术界和工业界的相当大的关注。2, 5-呋喃二甲酸（FDCA）与对苯二甲酸（PTA）结构相似，都含有刚性环结构，FDCA被认为可替代PTA用于合成具有高性能的生物基聚合物。目前也有一些专利报道了含呋喃环热塑性弹性体，如：CN 109134835 A，CN 107973904 A，CN 107973904 A。但是这些专利中所报道的热塑性弹性体，其软段是聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃等石化产品。可见制备基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体对节约石油资源、保护环境等都有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体及其制备方法，本发明所制备的基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体具有优良的力学性能，通过改变2, 5-呋喃二甲酸聚酯的硬段和生物基聚酯软段的比列可以调节热塑性聚酯弹性体的力学性能、结晶和热性能，获得从硬的塑料到软的弹性体。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体，该结构式如式（I）所示：

式（I）中，R为生物基二元醇，链段为端羟基生物基聚酯，x、y、m为整数。

该生物基热塑性聚酯弹性体包含2, 5-呋喃二甲酸聚酯的硬段和生物基聚酯软段。

所述的热塑性聚酯弹性体完全不依赖于石化资源，具有生物可降解性。

本发明还提供了一种基于呋喃环的全生物基热塑性聚酯弹性体制备方法，技术方案如下：