[发明专利]一种热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明属于无规共聚酯弹性体的合成技术领域，具体涉及一种热塑性脂肪族‑芳香族共聚酯弹性体及其制备方法。以1，4‑丁二醇、脂肪族二元酸和二苯醚二甲酸或二苯醚二甲酸二甲酯为原料，采用先酯化后缩聚的聚合法制备共聚酯。本发明可采用通用的聚酯合成装置进行聚合，以一次性投料的方式进行连续反应，操作简单，易于工业化生产。本发明所制备的共聚酯具有良好的韧性和回弹性；同时共聚酯的线性结构赋予材料良好的加工性能。因此，本发明制备共聚酯的工艺简单，该共聚酯在热塑性可生物降解弹性体方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无规共聚酯弹性体的合成技术领域，具体涉及一种热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性聚酯弹性体是一种兼具橡胶和塑料特性的新型高分子材料，以其优异的性能和易加工性备受人们青睐。目前，热塑性聚酯弹性体主要为A-B型嵌段聚合物材料。其中，以非晶型聚酯或聚醚为软嵌段，结晶型或芳香族聚酯为硬嵌段。通常采用两步法即，先制备软段和硬段预聚体，再采用扩链剂与硬段、软段反应以形成嵌段结构。

如专利CN 101768246B公开了，先制备端羟基脂肪族聚酯和端羟基芳香族聚酯，然后以二异氰酸酯为扩链剂，制备了一种多嵌段共聚酯，测得该共聚酯的拉伸强度为10-67MPa，断裂伸长率为20-1080％。专利CN 104610522 B报道了，将预聚物Ⅰ(端羟基聚丁二酸丙二醇酯)与预聚物Ⅱ(端羟基芳香族聚酯或另一种端羟基脂肪族聚酯)在惰性气体保护下升温熔融搅拌均匀，然后加入二异氰酸酯，制备高韧性多嵌段共聚酯弹性体，其断裂伸长率为1112-2200％。

相对于两步法制备嵌段共聚酯弹性体，一步法制备无规共聚酯弹性体则相对简单，更易于工业化生产。一步法是将反应单体以一次性加料的方式投入到反应器中进行连续式反应，操作步骤简单。那么，为了赋予无规共聚酯结构上的软链段和硬链段，本发明人发现，以1,4-丁二醇为二元醇单体，脂肪族二元酸和二苯醚二甲酸或二苯醚二甲酸二甲酯单体作为共聚单体，所制备的无规共聚酯具有良好的韧性和回弹性。这是由于脂肪族二元酸单体形成的链段具有一定的柔性；二苯醚二甲酸或二苯醚二甲酸二甲酯单体结构中的苯环为刚性结构，而醚键则是良好的柔性结构。如专利CN102558519A公开的是一种液晶高分子材料，其中指出4,4-二苯醚二甲酸含有醚键，使链的刚性下降，因而LCP的韧性或冲击强度有所提高。本专设计采用脂肪族二元酸单体和二苯醚二甲酸或二苯醚二甲酸二甲酯单体，利用柔性单体和刚性单体结构上的综合作用，赋予了共聚酯在无规序列下仍具有良好的韧性和回弹性。

发明内容

针对现有制备聚酯弹性体的方法集中在嵌段共聚酯的合成上，其方法一般为两步法，相对复杂。本发明的目的之一是提供一种热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体的简单制备方法，及该方法制得的热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体。

本发明的目的之二是从分子设计的角度采用二苯醚二甲酸或二苯醚二甲酸二甲酯作为特殊的芳香族共聚单体赋予脂肪族-芳香族共聚酯良好的韧性和回弹特性，且本发明的热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体的重均分子量为20000-50000g/mol，断裂伸长率为800-1960％。

本发明实现目的的技术方案是：

一种热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体，其化学结构式通式如下：

式中，x＝1或4。

所述一种热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体的合成路线如下：

式中，x＝1或4。

按照以下步骤进行：