[发明专利]间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸及其盐、制备方法及应用与聚乳酸树脂

说明书

技术领域

本发明化合物技术领域，尤其涉及间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸及其盐、制备方法及应用与聚乳酸树脂。

背景技术

聚乳酸（PLA）是人工合成的热塑性脂肪族聚酯，近年来成为研究的热点。由于合成聚乳酸的乳酸单体是由淀粉发酵而来，使聚乳酸具有可再生性；同时聚乳酸树脂具有优良的生物降解性和生物相容性，在环境中最终分解为CO₂和H₂O，因而聚乳酸无污染性。不仅如此，聚乳酸的许多性能指标与聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等通用塑料相似，应用前景广阔，是最有前途的生物医用材料和包装材料。

虽然聚乳酸本质上是结晶性树脂，但其结晶速度缓慢，在实际加工成型过程中与非晶性树脂接近，使聚乳酸树脂的成型加工较为困难。例如，在注塑成型中，结晶缓慢往往使得成型体在超过其玻璃化转变温度时，特别是脱模过程中极易发生变形。为了提高聚乳酸树脂的结晶速率和结晶度，改善其成型加工性、耐热性，通常在聚乳酸树脂中添加成核剂。

成核剂作为聚合物结晶的晶核，可以促进聚合物结晶体的生长、细化晶体尺寸，提高聚合物的结晶速率。目前常用的树脂成核剂有无机成核剂与有机成核剂两大类，其中无机成核剂包括蒙脱土、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、硫酸钡、二氧化硅与三氧化二铝等；有机成核剂包括含有芳环的羧酸碱金属盐类、长碳链的脂肪酸金属盐、有机磷化合物的金属盐等。

尽管现有的树脂成核剂在促进聚乳酸结晶、提高其结晶速率和结晶度等方面一定程度上满足了实际应用的需要。但是这些成核剂在不同方面存在不足，因此开发新型高效的聚乳酸成核剂具有重要的应用价值。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高效的聚乳酸树脂成核剂。

有鉴于此，本发明提供了一种如式（Ⅰ）所示的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸盐，

其中，M为碱金属或碱土金属；

n为1或2。

优选的，所述M为钾、钠或钙。

本发明还提供了一种如式（Ⅱ）所示的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸，

本发明还提供了所述的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸盐的制备方法，包括：

将间苯二甲酸与磺化试剂进行磺化反应，得到5-磺基间苯二甲酸；

将所述5-磺基间苯二甲酸与酰化试剂进行酰化反应，然后与四氢糠醇进行醇解，得到间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸；

将金属、金属氧化物、金属氢氧化物和金属的盐中的任意一种与所述间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸进行反应，得到间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸盐；所述金属为碱金属或碱土金属。

优选的，所述磺化试剂为发烟硫酸，所述发烟硫酸中三氧化硫含量为20wt%～60wt%；所述三氧化硫与间苯二甲酸的摩尔比为（0.5～2）：1。

优选的，所述磺化反应的温度为120℃～200℃，所述磺化反应的时间为5～10h。

优选的，所述酰化试剂为亚硫酰氯、三氯化磷或五氯化磷；所述酰化试剂与所述间苯二甲酸的摩尔比为（2～5）：1。

优选的，所述酰化反应的温度为50～100℃，所述酰化反应的时间为4～8h。

本发明还提供了所述的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸的制备方法，包括以下步骤：

将间苯二甲酸与磺化试剂进行磺化反应，得到5-磺基间苯二甲酸；

将所述5-磺基间苯二甲酸与酰化试剂进行酰化反应，然后与四氢糠醇进行醇解，得到间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸。

本发明还提供了如式（Ⅰ）所示的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸盐或如式（Ⅱ）所示的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸作为聚乳酸成核剂的应用。

本发明还提供了一种聚乳酸树脂，所述聚乳酸树脂包括如式（Ⅰ）所示的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸盐或如式（Ⅱ）所示的间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸。

优选的，所述聚乳酸树脂中的聚乳酸与所述间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸的质量比为100：（0.5～5）；所述聚乳酸树脂中的聚乳酸与所述间苯二甲酸二四氢糠酯-5-磺酸盐的质量比为100：（0.5～5）。