[发明专利]一种合成聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，尤其涉及该领域中的缩合聚合反应。更具体地说，本发明涉及一种采用离子液体分步合成聚酯的方法以及通过该方法得到的聚酯。

背景技术

传统合成聚酯的缩合聚合反应具有反应温度高、时间长、能耗大的缺点。此外，平衡缩聚反应进行到一定程度之后就难以进一步向正反应方向移动，因此难以得到高分子量的聚合物。为了提高所得聚合物的分子量，通常用减压来除去缩聚体系中产生的小分子，以打破平衡并使反应不断向正反应方向移动。然而，在反应后期随着体系粘度的增大，即使采取减压也难以排除小分子。传统解决方法是加入有机溶剂来稀释反应体系，使小分子易于排出。然而，有机溶剂往往易挥发，在减压状态下容易被抽走，因此这不仅增加了操作难度，而且还对环境造成污染。

以离子液体代替传统有机溶剂来稀释反应体系具有突出的优势，例如其不易挥发，蒸气压几乎为零，热稳定性好，便于回收利用。此外，由于其物质结构和性质具有可设计性，因此适用于不同的聚酯缩合聚合体系。但是，目前在离子液体中进行缩合聚合反应仍然存在一些问题，例如部分离子液体化学性质不够稳定、耐湿性不好、会使催化剂中毒等。如中国专利ZL02130963.9报道的方法中，某些离子液体在聚酯合成的前期反应中存在着不利于排除水蒸气、容易分解，或者容易使催化剂中毒的缺点。最后，这种在离子液体中的直接缩聚所得的聚酯的分子量不够高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺点，提供一种合成聚酯的新方法，以达到提高聚酯产物的分子量、减少能耗的效果。令人惊讶地发现，该目的通过首先由本体聚合合成低聚酯，然后在离子液体中进行低聚酯的缩聚反应而分步合成聚酯的方法得以实现。本发明方法的具体方案如下：

一种使用二元酸或二元酸酐或二元酸酯和二元醇合成聚酯的方法，包括如下步骤：

a)本体聚合合成低聚酯：

使二元酸或二元酸酐或二元酸酯和二元醇在氮气保护下，在140-200℃的温度下进行反应，得到低聚酯；

b)在离子液体中进行低聚酯的缩聚反应：

使步骤a)中得到的低聚物在离子液体中在平衡缩聚反应常用的催化剂存在下进行反应。所述催化剂例如为强质子酸和金属单质及其化合物，其中强质子酸优选硫酸、对甲苯磺酸及其水合物，金属单质及其化合物优选元素周期表IB、IIB、IIIB、IVB、VIII、IVA、VA族金属的单质及其氧化物、烷氧化物、卤化物及其水合物、含氧无机酸盐、有机酸盐及其水合物，其中更优选氯化亚锡及其水合物、月桂酸亚锡、二异辛酸亚锡、钛酸四丁酯、醋酸锌及其水合物。

本发明的另一目的是提供通过本发明的合成方法得到的聚酯。

采用本发明的合成方法具有提高聚酯产物的分子量、减少能耗、缩短反应时间的优良效果。所得聚酯产物的重均分子量甚至可达20万以上，优选为1-21万。

附图说明

图1为实施例10制备的聚癸二酸己二醇酯的红外光谱图；

图2为实施例10制备的聚癸二酸己二醇酯的¹H-NMR谱图。

具体实施方式

在本发明方法中，可以使用的二元酸、二元酸酐、二元酸酯包括C₂-C₁₂二元酸、C₂-C₁₂二元酸酐、C₂-C₁₂二元酸酯。

在本发明方法中，可以使用的二元醇包括C₂-C₁₂二元醇。

在本发明方法中，步骤b)中所用的离子液体可以包括具有如下通式的离子液体：

M⁺A^-，

其中M⁺是选自以下的阳离子：

[NR_xH_4-x]⁺，[PR_xH_4-x]⁺，或

其中x为1-4的整数，R和R₁互相相同或不同且分别代表C₁-C₁₈烷基或者C₆-C₁₂芳基，R₂为氢原子或C₁-C₄烷基；和