[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

说明书

本发明公开了一种生物基聚酯、生物基聚酯膜及其制备方法与应用。所述生物基聚酯的制备方法包括：先使生物基二元酸或其酯化物、选择性添加或不添加的第二种二元酸或其酯化物、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；再使其与稳定剂反应，获得生物基聚酯。本发明在制备生物基聚酯的过程中加入了二维材料MXene，其不仅起到了高活性催化剂的作用，得到了含有较低副产物链节的生物基聚酯产品，还可以作为高效成核剂显著提升呋喃基聚酯原本较慢的结晶速率；并且呋喃基聚酯拥有绿色可持续的生物基来源、更高的耐热性能、更优异的气体阻隔性能和力学性能，可替代石油基聚酯应用于工程塑料、包装材料等领域。

技术领域

本发明涉及一种聚酯材料，具体涉及一种生物基聚酯、生物基聚酯膜及其制备方法与应用，属于材料技术领域。

背景技术

目前成功商业应用的生物基高分子主要包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸、聚羟基乙酸、聚丁二醇丁二酸酯等。但是这些高分子结构缺乏刚性，其机械性能与耐热性能都明显逊于结构中含有芳香环的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、尼龙等等传统石油基高分子材料。这些缺点严重限制了生物基高分子的应用范围。2，5-呋喃二甲酸(2，5-FDCA)的主链结构中有刚性，较难翻转的呋喃五元环，可以提升生物基聚合物的热机械性能与气体阻隔性。但含呋喃环的聚酯结晶速率较低，亟需提升结晶能力，且呋喃聚酯的缩聚时间比石油基PET、PBT等更长，产品质量受到副反应、热降解的影响更大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种生物基聚酯及其制备方法，以克服现有技术的不足与问题。

本发明的另一目的在于提供一种生物基聚酯膜及其制备方法与应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种用于合成生物基聚酯的组合物，其包括：

组分(A)，包括生物基二元酸和/或生物基二元酸酯化物，所述生物基二元酸包括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；

组分(B)，包括二元醇；

组分(C)，包括作为第一催化剂的二维材料，所述二维材料的化学式为M_n+1X_nT_x，其中，M为钛和/或钛与Sc、Y、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W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；

组分(D)，包括第二催化剂；

组分(E)，包括稳定剂；

选择性添加或不添加的组分(F)，包括第二种二元酸和/或第二种二元酸酯化物。

本发明实施例还提供了一种生物基聚酯的制备方法，其包括：

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；

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；