[发明专利]一种生物基聚酯、生物基聚酯膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种生物基聚酯的制备方法，其特征在于，包括：

先使生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、选择性添加或不添加的第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物、二元醇、作为第一催化剂的二维材料及第二催化剂反应，获得第一中间产物，所述生物基二元酸选自2,5-呋喃二甲酸、2,4-呋喃二甲酸、2,3-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸中的任意一种或两种以上的组合，所述第二种二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、环己烷二甲酸中的任意一种或两种以上的组合，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二醇、双环戊二醇中的任意一种或两种以上的组合，所述第二催化剂为选自锌系催化剂、锰系催化剂、钛系催化剂、锑系催化剂、锡系催化剂、锗系催化剂中的任意一种或两种以上的组合的酯化或酯交换催化剂；所述生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物的组合与二维材料催化剂的摩尔比为100:0.005~3.5；

再使所述第一中间产物和稳定剂反应，获得生物基聚酯；

或者，先使生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、选择性添加或不添加的第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物、二元醇及第二催化剂反应，获得第二中间产物；

再使所述第二中间产物、作为第一催化剂的二维材料及稳定剂反应，获得生物基聚酯；

其中，所述生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物的组合与二元醇的摩尔比为100:110~350；所述生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物的组合与第二催化剂的摩尔比为1000:0~5；

所述二维材料的化学式为M_n+1X_nT_x，其中，M为钛与V、Nb、Cr、Mo中至少一者的组合，X为碳和/或氮，n为1~4的任一整数，T_x为=O、-OH或-F；所述生物基聚酯的半结晶时间为23~109秒，所述生物基聚酯的O₂渗透系数为0.006~0.126 barrer，CO₂渗透系数为0.01~0.51 barrer，所述生物基聚酯中醚链段的摩尔含量为2.5~4.3%；

当添加第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物时，所述生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物与第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物的摩尔比为9~100:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述二维材料是由M_n+1AX_n刻蚀脱除A原子后得到的，M为钛与V、Nb、Cr、Mo中至少一者的组合，A为Al、Si或Ga，X为碳和/或氮，n为1~4的任一整数。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：

（1）在保护性气氛下，使包含生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、选择性添加或不添加的第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物、二元醇、所述二维材料、第二催化剂的第一混合反应体系于160~240℃反应1.0~6.5h，获得第一中间产物；

（2）使包含第一中间产物和稳定剂的第二混合反应体系于温度为220~280℃、真空度在100Pa以下的条件下反应1.0~10.0h，获得生物基聚酯；

或者，（i）在保护性气氛下，使包含生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物、选择性添加或不添加的第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物、二元醇、第二催化剂的第三混合反应体系于160~240℃反应1.0~6.5h，获得第二中间产物；

（ii）使包含第二中间产物、所述二维材料、稳定剂的第四混合反应体系于温度为220~280℃、真空度在100Pa以下的条件下反应1.0~10.0h，获得生物基聚酯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为选自亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵中的任意一种或两种以上的组合的磷化合物。