[发明专利]一种易水解聚酯及其合成方法

说明书

本发明公开了一种易水解聚酯及其合成方法。本发明首先将对苯二甲酸与乙二醇进行一次酯化反应；接着将酯化反应产物和抗氧化剂、消泡剂、防醚剂、热稳定剂和聚乙二醇进行二次酯化反应；最后将锑系催化剂与第二酯化反应器生成物依次进行预聚反应、缩聚反应和终缩聚反应，得到易水解聚酯。本发明的易水解聚酯具有在热水或弱碱溶液中可迅速溶解的特性，优良的吸湿性能和离子导电性能。在化纤、纺织、涂料、粘结剂、电子和油墨等领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种易水解聚酯及其合成方法。

背景技术

聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)聚合而成，虽然其具有优良的加工性能和机械性能、化学性能等，用途在不断扩张，但是聚酯分子链紧密敛集，结晶度和取向度高，极性较小，缺乏亲水性，吸湿性能差，限制了其在对吸湿性或吸水性要求较高的领域中的应用。

易水解聚酯(也称为碱溶性聚酯)作为海的成分与作为岛成分的常规聚酯或其他功能性聚酯经复合纺丝制成海岛纤维，经热碱处理可溶掉易水解聚酯制得超细纤维。易水解聚酯与常规聚酯共混纺丝制成中空纤维，经适当碱处理可制成中空微多孔纤维，具有良好的吸湿排汗性。此外，易水解聚酯还可应用于粘合剂、涂料等领域，应用前景广阔。

中国专利CN101139432A公开了一种碱溶性聚酯及其制备方法，产品聚酯主体为对二甲苯和乙二醇，在聚酯合成中加入A组分、B组分/或C组分，并加有复合稳定剂。其中：A组分为间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠，B组分为脂肪族二元酸或其衍生物，C组分为脂肪族二元醇。制备方法包括将对二甲苯和乙二醇进行酯化、聚合反应，聚合时加入间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、脂肪族二元酸或其衍生物、脂肪族二元醇及复合稳定剂。该发明专利要求中明确间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠、脂肪族二元酸或其衍生物、脂肪族二元醇及复合稳定剂在聚合时添加，为后添加式。

中国专利CN100415795C公开了一种碱溶性聚酯及其制备方法，提出一种具有充分的碱液溶解性，融纺时粘度降解小，纺丝操作性优良的碱溶性聚酯，其能作为一组分与涤纶(PET)或锦纶(PA)等聚合物制成海岛型纤维，经碱液处理后得到超细纤维。该碱溶性聚酯，由对二甲苯和乙二醇为基本原料共聚而成，它还含有3-8％摩尔的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠-1，6-12％重量、平均分子量为1000-4000的聚乙二醇。但该发明专利要求中未明确碱溶性聚酯为连续式制备方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有普通聚酯大分子结构的特点及缺乏与染料结合的极性基团等原因，染色困难问题，提供一种具有充分碱水溶解性的易水解聚酯及其合成方法。

本发明通过添加间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠(即第三单体)与对苯二甲酸和乙二醇共聚，由于磺酸基团是一种极性亲水基团，具有吸电子效应，有利于水的渗入和水解过程的进行，同时还改变了聚酯大分子链的规整性，使大分子聚集态松散程度加大。随着亲水基团加入量的增加，改性后的聚酯在热水中具有一定的溶胀性，在热碱液中开始溶解。当亲水基团增加到一点程度，聚酯便具有完全的水溶性。

但是磺酸基团引入所形成的空间位阻和极性效应使共聚酯的粘度急剧上升，直接影响可纺性。因此，在保持共聚酯具有可溶性的前提下，添加可以改善大分子柔性的第四单体(聚乙二醇)，并进一步提高共聚酯的溶胀性。而聚乙二醇本身具有亲水性，其加入后破坏了共聚酯大分子的刚性结构，使其玻璃化温度下降，大分子链段可在较低的温度下运动，有利于水分子的渗透，使其发生溶胀，水解。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种易水解聚酯的合成方法，首先将对苯二甲酸与乙二醇进行一次酯化反应；接着将酯化反应产物和第三单体、聚乙二醇、抗氧化剂、消泡剂、防醚剂和热稳定剂进行二次酯化反应；最后将锑系催化剂与第二酯化反应器生成物依次进行预聚反应、缩聚反应和终缩聚反应，得到易水解聚酯；其中：所述第三单体为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠。