[发明专利]一种2,5-呋喃二甲酸共聚酯及其制备方法

说明书

本申请公开了一种2,5‑呋喃二甲酸共聚酯，由2,5‑呋喃二甲酸和二元醇共聚而成；所述二元醇包括2,5‑四氢呋喃二甲醇。并提供了该2,5‑呋喃二甲酸共聚酯的制备方法。该2,5‑呋喃二甲酸共聚酯具有良好的刚性结构，且生物基含量高。该共聚酯材料未来可作为生物基的通用塑料使用，有望成为新一代高性能的可再生聚酯产品，以替代石油基聚酯材料，对未来聚酯材料的可持续应用具有重要的社会与经济效益。

技术领域

本申请涉及一种2,5-呋喃二甲酸共聚酯及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

基于对苯二甲酸系列的聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)以及它们衍生的系列共聚酯具有良好的力学性能、热稳定性和可加工性能，是一类综合性能优异的大宗高分子材料，广泛地应用于纤维、薄膜、塑料瓶、包装、工程塑料等诸多领域。但是，由于对苯二甲酸是一种来源于石油化工的不可再生原料，大大地限制了其聚酯材料的可持续发展。因此，开发用于取代石油基原料的生物基聚酯单体已成为目前聚酯材料领域研究的重要方向。

目前，针对2,5-呋喃二甲酸基聚酯的合成研究已有大量的报道。其中，2,5-呋喃二甲酸与生物基的脂肪链状的二元醇反应可以合成具有全生物基结构的均聚酯，但是，这些均聚酯的力学或热学性能往往存在不足。因此，从迫切获得高性能的生物基聚酯材料的目的出发，开发兼具良好刚性结构与高生物基含量的2,5-呋喃二甲酸基共聚酯材料用以替代石油基聚酯材料具有重要的社会意义。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种2,5-呋喃二甲酸共聚酯，该2,5-呋喃二甲酸共聚酯具有良好的刚性结构，且生物基含量高。

一种2,5-呋喃二甲酸共聚酯，由2,5-呋喃二甲酸和二元醇共聚而成；

所述二元醇包括2,5-四氢呋喃二甲醇。

可选地，所述二元醇为2,5-四氢呋喃二甲醇。

2,5-呋喃二甲酸具有与对苯二甲酸类似的刚性芳香环结构，是一种重要地替代对苯二甲酸的理想聚酯原料，其结构中的呋喃环的芳香性弱于苯环，更易于降解。最重要的是2,5-呋喃二甲酸是由生物质平台化合物5-羟甲基糠醛经过氧化反应得到的一种生物基单体。

2,5-四氢呋喃二甲醇为含有脂肪杂环结构单元的二元醇，刚性很好，是有利于制备热力学性能优良的聚酯材料。2,5-四氢呋喃二甲醇可以由5-羟甲基糠醛进行加氢还原获得，2,5-呋喃二甲酸是从5-羟甲基糠醛氧化制备得到生物单体，因此2,5-四氢呋喃二甲醇和2,5-呋喃二甲酸均是生物基的材料，制备的聚酯结构中生物基含量大大提高，甚至可以得到100％生物基共聚酯。

可选地，所述二元醇还包括如式(I)所示的二元醇；

其中，R选自亚烷基、亚环烷基、-(CH₂)_n-O-(CH²)_n-、-(CH₂)_n-O-(CH₂)_n-O-(CH₂)_n-中的至少一种；

其中，n独立地选自1～4之间的任意整数。

1～4之间的任意整数包括1和4。

可选地，n独立地选自1、2、3或4。

可选地，所述式(I)所示的二元醇选自生物质来源的二元醇和/或非生物质来源的二元醇。

可选地，所述生物质来源的二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、2,3-丁二醇、1,2-丙二醇中的至少一种。