[发明专利]一种生物基含碳酸酯结构的聚酯及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种生物基含碳酸酯结构的聚酯及其制备方法和应用，该聚酯结构式为。其制备方法是先以香草醛、丁香醛或对羟基苯甲醛中的一种生物基单体为原料与三光气在催化剂作用下反应，将反应产物重结晶后得到生物基含碳酸酯结构的二醛单体；将二醛单体为原料与硼氢化钠反应，将反应产物重结晶或过柱分离后即可得到生物基含碳酸酯结构的二醇可聚合单体；将二醇可聚合单体与酰氯在催化剂作用下反应，然后滴入反溶剂中再生，洗涤纯化后，获得生物基含碳酸酯结构的聚酯。本发明的聚酯是生物基含碳酸酯结构，对环境友好；其制备方法简单，生产中无有害物质产生，污染小，成本低。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体地涉及一种生物基含碳酸酯结构的聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

对化石资源的过渡开采导致了严重的能源危机及环境问题，从生物基单体合成环保和可再生的生物基材料作为石油基产品的替代物越来越受到关注。生物基材料的出现避开了人类对化石资源的依赖性，具有低碳环保的优势，然而目前生物基材料的使用量还不足高分子材料的1％。因此生物基材料将会是高分子领域未来发展的重要方向之一。有研究结果表明，生物基材料在性能和价格方面完全可以媲美石油基材料，有些生物基材料已经产生经济和社会效益。

聚碳酸酯属于聚酯，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族三种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用，而芳香族的聚碳酸酯因为其熔点高，热稳定性好，机械性能强，在众多的领域得到了广泛的应用。目前工业上广泛应用的聚碳酸酯主要通过光气法、环状碳酸酯开环聚合法以及酯交换法制得。文献(Macromolecules,1998,31(22):7865-7870.)有报道利用光气和双酚A制备环状聚碳酸酯材料，但是由于使用的光气剧毒,且副产大量氯化氢,对设备造成严重腐蚀,生产条件恶劣,污染较大,同时其合成的聚碳酸酯分子量较小，光气法已基本被淘汰。而合成环状碳酸酯的成本较高，没有多大的工业应用价值。文献(Macromolecules,2013,46(9):3301-3308.)有报道通过碳酸二甲酯与二元醇来制备聚碳酸酯，但该方法生成大量的甲醇与碳酸二甲酯的共沸物,需要经过复杂的处理才能将甲醇和碳酸二甲酯回收,导致整个制备聚碳酸酯二醇的工艺非常复杂,且产生的甲醇等有机挥发物极易污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物基含碳酸酯结构的聚酯及其制备方法和应用。本发明的聚酯是生物基含碳酸酯结构，对环境友好；其制备方法简单，生产中无有害物质产生，污染小，成本低。

本发明的技术方案是：

一种生物基含碳酸酯结构的聚酯，其结构式如下：

其中R、R₁为氢或者甲氧基，1≤n≤1000，R₂为下列结构中的一种：

1)烷烃：其中R₃、R₄为质子或任意一取代位置的卤代物、烯烃、甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氰基、巯基、羟基或酮基，1≤m≤20；

2)杂链烷烃：其中1≤p≤20；

3)烯烃：其中R₅、R₆为质子或任意一取代位置的卤代物、烯烃、甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氰基、巯基、羟基或酮基；

4)环烷烃-C_xH_2x-2-，1≤x≤20；

5)炔烃：-C_yH_2y-4-，其中1≤y≤20；

6)芳香族：

7)杂环：