[发明专利]一种聚醚酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚醚酯的制备方法，涉及高分子合成技术领域。具体公开了以路易斯酸或质子酸为催化剂，催化丁二酸酐和四氢呋喃开环共聚，共聚反应完成后，沉淀，制得ABB型结构的线性聚醚酯。本发明的制备方法为单体开环共聚，反应条件温和，从而克服了现有聚醚酯材料的缩聚合成方法能耗高，条件苛刻以及单体范围小等局限性问题，实现了在温和条件下制备聚醚酯，本发明能够实现丁二酸酐的单体转化率达到100％，同时制备方法简单，具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子合成技术领域，特别是涉及一种聚醚酯的制备方法。

背景技术

随着石油危机和环境污染的增加，可生物降解的脂肪族聚酯，如聚乳酸(PLA)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由于其可再生性和生物降解性以及出色的机械性能，热稳定性，加工性受到了工业界和学术界越来越多的关注。

其中，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有和聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)相当的机械性能，被认为是常规的不可降解塑料最有前途的替代品之一，广泛应用在包装、薄膜、垃圾袋和一次性食用容器等领域。PBS可以通过琥珀酸和1,4-丁二醇的缩聚合成，琥珀酸可以通过可再生资源的生物质制备，如淀粉；1,4-丁二醇可以由琥珀酸的催化氢化制备，所以PBS也被认为是生物基脂肪族聚酯。除了出色的机械性能以外，PBS还有很多优异的性能，比如出色的热稳定性、热加工性能以及耐高温等性能。然而，由于PBS的结晶度较高，导致它的生物降解速度会比其它脂肪族聚酯(如聚乳酸)慢得多，并且PBS产品在储存和使用过程中柔顺性会降低。

共混和共聚是PBS改性使用的最广泛的方法。共混是一种方便而简单的方式，可通过所需特性开发新材料。Toshio Nish等人将PBS和聚己内酯、聚羟丁酸酯、3-羟基丁酸和羟基戊酸共聚物、聚环氧乙烷、聚乙烯基苯酚等进行共混并研究了它们的结晶行为(Polymer2003,44,7749-7756.，Polymer 2003,44,2503-2508.，Polymer 2003,44,7519-7527，Polymer 2003,44,2799-2806.，Polymer 2003,44,8111-8117)。但是，由于大部分聚合物和PBS并不互溶，因此通过共混改性PBS效果并不好。

相比之下，共聚则能获得更好的效果。将琥珀酸和1,4-丁二醇与其它单体共聚是降低结晶度的良好方法，可以增加PBS的降解速度和柔顺性。共聚单体可以是二醇或者二酸，如己二酸，对苯二甲酸，乙二醇，1,3-丙二醇等。但共聚单体的含量对于获得具有适当的生物降解速度和其他物理性质的共聚酯非常重要。Guo等人使用对苯二甲酸作为共聚单体制备得到脂肪族芳香族共聚酯(Biotechnol.J.2010,5,1149-1163)。这种共聚酯的降解速度在很大程度上取决于共聚单体的含量(通常比PBS更慢)。

在聚合物的主链中引入醚键是改变聚合物的柔顺性，结晶度以及其降解性质的有效方法(Polym.Degrad.Stab.78(2002)107–117；React.Funct Polym.72(2012)303–310)。目前在聚合物主链中引入醚键的方法主要是二元酸与二元缩醇的缩聚反应，反应条件苛刻且能耗高(反应温度通常大于200℃)、单体种类范围小。

由上述文献可知，在PBS主链中引入醚键对改进其性能有着明显的效果。然而，目前聚醚酯的制备方法主要是丁二酸与一缩二乙二醇、一缩二丙二醇等二元醇在高温(200℃)、高真空条件下的缩合聚合，反应条件苛刻且能耗高，因此，提供一种能够在温和反应条件下制备聚醚酯的方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚醚酯的制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现在温和条件下，单体开环共聚制备得到聚醚酯，克服了现有聚醚酯材料的缩合聚合能耗高，条件苛刻以及单体范围小等局限性问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种聚醚酯的制备方法，包括以下步骤：