[发明专利]一种高熔点生物基聚酯酰胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种交替共聚聚酯酰胺，本发明所述的聚酯酰胺具有式I所述结构式。本发明的交替共聚聚酯酰胺的合成方法如下，将戊二胺与对苯二甲酸二甲酯反应生成大单体，大单体再与乙二醇进行酯交换反应，得到酯交换产物，该产物进行自缩聚获得交替共聚聚酯酰胺。本发明所得交替共聚聚酯酰胺熔点大于349℃，且产品具备生物基成分，具有环境友好性。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚酯酰胺及其合成。

背景技术

聚酯作为一类聚合物，得到广泛使用，其应用领域很广，近年来，随着人类生存环境的日益恶化，人们越来越关注开发环境友好性材料和使用可再生原材料，石油作为不可再生资源，随着大量使用越来越少，如何替代和减少使用石油作为原材料，是人们面临的重要研究问题之一。

聚酯酰胺是分子主链上含有酯键和酰胺键的聚合物。聚酯酰胺分为线型聚酯酰胺和交联型聚酯酰胺，线型聚酯酰胺主要用作仿真丝的衣料和装饰品；交联型聚酯酰胺可作为塑料或增强塑料用于机械和电器等领域的零部件。其酯键和酰胺键在高分子链段上的分布对产物的性能有重要的影响，调控聚合物链段组成和结构，实现酯键和酰胺键的均匀分布，如交替共聚，是提高聚合物强度的有效方法。

从合成上讲，直接合成酰胺键和酯键交替分布的聚酯酰胺难度极大。通常制备方法一般为将二元醇和二元酸进行酯化反应，得到中间产物，将所述中间产物与二元胺进行缩聚反应，得到聚酯酰胺。

公开号为WO9942514A1、WO1999028371A1、WO1999035179A1的专利申请报道了由二元酸、二元醇及二元胺和/或己内酰胺等，直接熔融缩聚制备生物降解性聚酯酰胺。该产品有良好的机械性能和生物降解性能，并以BAK为商标生产了一系列此类的聚酯酰胺。但此类聚酯酰胺中，酯键和酰胺键呈无规的分布，聚合物的结晶性较差或熔点较低，耐热性较差；且所用的制备方法是直接的熔融缩聚法，对真空度要求很高，真空度需在0.5mmHg以下。

公开号为CN102643422A的申请公开了一种交替聚酯酰胺的制备方法，采用脂肪族二元酸与二酰胺二醇进行熔融缩聚，制备同时带有端羧基和端羟基的交替聚酯酰胺预聚体，再以二酰基双内酰胺和二噁唑啉扩链剂进行联合扩链，该方法制备工艺复杂，副反应多，所得聚酯酰胺熔点较低。

发明内容

为克服现有技术中存在的缺陷，本发明利用包括生物法制备的戊二胺与对苯二甲酸二甲酯进行酰化反应，制备交替共聚聚酯酰胺大单体，进而缩聚成聚酯酰胺，该聚酯酰胺熔点大于349℃，产品具备生物基成分，具有环境友好性。

本发明提供一种高熔点生物基聚酯酰胺，所述聚酯酰胺具有以下结构：

其中n为20～200。

所述聚酯酰胺熔点大于349℃。

本发明还提供一种上述高熔点生物基聚酯酰胺的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)获得大单体

本发明中所述大单体为

本发明中大单体的合成方法包括将原料戊二胺、对苯二甲酸二甲酯以及催化剂溶解在溶剂中，在氮气或惰性气体保护下，加热升温至70～100℃，反应5～12h，得到固体，对所得固体进行洗涤、抽滤、干燥。

本发明中所述戊二胺(即1,5‐戊二胺)可以由生物基原料通过生物法(发酵法或酶转化法)制备而成。

生物法包括采用生物基原料经生物转化方法(如发酵法、酶转化法)来生产戊二胺；或采用石油基原料经生物转化方法生产戊二胺；或采用生物基原料经化学方法生产戊二胺。由此，戊二胺包括符合ASTM D6866标准的可再生来源的有机碳。