[发明专利]一种热塑性聚酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热塑性聚酯弹性体，以2,5‑呋喃二甲酸或2,5‑呋喃二甲酸二甲酯、带支链短链二元醇和羟基封端的低聚物为主要原料，在催化剂作用下经缩聚法制备得到，结构式如式(Ⅰ)所示：式中，m，n分别代表硬段、软段的结构单元数，且0.01≤n/(m+n)≤0.99；R选自主链碳数为3～5的含支链烷基，X选自低聚物，重复单元为碳数为2～10的纯碳链或含Si和/或O杂原子的碳链。本发明采用生物基来源化合物为原料，通过分子设计获得了一种新型热塑性聚酯弹性体，该弹性体具有极高的初次形变回复率及断裂伸长率。

技术领域

本发明属于热塑性聚酯弹性体的制备领域，具体涉及一种热塑性聚酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性聚酯弹性体是热塑性弹性体中的一大类，也被称为热塑性橡胶，这类弹性体结构中既有类似于传统聚对苯二甲酸丁二酯的可结晶硬段，也有聚醚连续软段；硬段的刚性、极性和结晶性使其具有突出的强度和较好的耐高温性、耐蠕变性；软段聚醚的低玻璃化温度和饱和性使其具有优良的耐低温性和抗老化性。

当前热塑性聚酯弹性体主要是以对苯二甲酸为原料的聚对苯二甲酸丁二酯作为热塑性弹性体硬段，聚醚作为软段，其典型代表就是杜邦公司的产品。目前，这类产品强烈依赖于石油资源，其产品价格也在随着石油价格波动，随着石化资源日渐消耗，这类产品的环境成本和生产成本也会日渐凸显。

在要求可持续发展的今天，生物基高分子材料开始得到行业界的广泛关注，这类高分子着重强调其单体原料来源属性。2,5-呋喃二甲酸及其衍生品2,5-呋喃二甲酸二甲酯是生物基高分子材料制备中使用最广泛的生物基单体。而且2,5-呋喃二甲酸是十二种平台化合物中的唯一一个具有芳环平面、刚性结构的生物基来源平台化合物，其主要用于替代石油基的八大基础平台化合物(三苯三烯一炔一萘)中的苯环系列。

以2,5-呋喃二甲酸及其衍生品2,5-呋喃二甲酸二甲酯与脂肪族二醇或芳香族二醇的缩聚和共聚反应均可得到具有良好热稳定性的高分子量半晶型聚酯材料，其中，2,5-呋喃二甲酸二甲酯和乙二醇通过酯交换法缩聚得到的聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯在理化性能上与PET相似，完全可以替代PET。

公开号为CN 105585704 A的中国专利文献中公开了一种生物基聚醚酯弹性体，该生物基聚醚酯弹性体的制备方法包括：在酯化反应和/或酯交换反应条件下，使呋喃二甲酸类化合物与聚醚二醇和除聚醚二醇以外的二元醇接触反应；在缩聚反应条件下，在缩聚催化剂存在下，使酯化反应和/或酯交换反应后的产物进行缩聚反应。并进一步说明了除聚醚二醇以外的二元醇为碳原子数为2～6的直链二元醇和碳原子数为3-8的环烷烃二醇中的一种或多种。该专利申请虽然也制备得到了生物基聚醚酯弹性体，但其制备的聚醚酯弹性体的断裂伸长率最高也仅为560％。对于塑料增强、增韧改性、运动装备以及医用植入等领域，不能满足高回弹、高断裂伸长率的性能要求。

目前，仍未开发出一种以2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸二甲酯作为原料，同时具备优异的力学性能，尤其是高回弹、高断裂伸长率的热塑性聚酯弹性体。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于采用生物基单体2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸二甲酯为原料，通过分子设计获得一种热塑性聚酯弹性体，该热塑性弹性体具有极高的初次形变回复率及断裂伸长率。

本发明的目的还在于提供一种制备所述基于2,5-呋喃二甲酸或二甲酯的热塑性聚酯弹性体的方法，该方法具有工艺简单、可操作性强、可控性好等优点，易于实施工业化放大生产。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种热塑性聚酯弹性体，由硬段和软段组成；所述弹性体具有下式所示聚合物主链结构：