[发明专利]一种可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料，其特征在于，生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯分子链由生物基聚酯链段以及功能性聚醚链段构成，所述生物基酯链段由2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯与二元醇反应得到，所述二元醇包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种，所述功能性聚醚链段为聚乙二醇；所述可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料还包含0.5-3wt%的成核剂氨基改性木质纤维气凝胶颗粒，所述氨基改性木质纤维气凝胶颗粒的制备方法包括以下步骤：

a）将木质素纤维溶于水中，搅拌均匀后制备得到木质素纤维液；

b）在木质素纤维液中加入六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂混合，随后加入磷酸调节pH至3-5，随后进行冷冻干燥，并在110-140℃的烘箱中保温8-12h后，制备得到木质纤维气凝胶；

c）将木质纤维气凝胶浸没至乙醇中，取出后置于氨基硅烷水溶液中，反应结束后取出，使用水、乙醇置换洗涤后，经冷冻干燥、研磨制备得到氨基改性木质纤维气凝胶颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料，其特征在于，所述木质素纤维和六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂的质量比为1-5:1。

3.一种如权利要求1所述的可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1）酯化反应：

将2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯与二元醇混合，加入钛-锑复合催化剂、热稳定剂以及抗氧剂搅拌均匀，随后在180-230℃和50-200kPa下进行酯化反应，直至馏出的小分子的含量达到理论值的95%以上时反应终止得到酯化液；

2）预缩聚反应：

在酯化液中加入分子量为600-10000g/mol的聚乙二醇，加入量为2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯的10-60wt%，搅拌均匀，随后升高温度至230-245℃，控制压力在100-1000Pa之间进行预缩聚反应得到预聚物；

3）终缩聚反应

将预聚物在230-245℃和压力为1-200Pa下进行终缩聚反应，至聚合釜电流达到0.140-0.160mA之间时反应结束，制备得到可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯；

4）熔融混合

将步骤3）制备得到的共聚酯与0.5-3wt%的氨基改性木质纤维气凝胶颗粒熔融混合，制备得到可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料。

4.根据权利要求3所述的一种可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯与二元醇的摩尔比为1:1.4-2.0。

5.根据权利要求3所述的一种可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述钛-锑复合催化剂中钛系催化剂和锑系催化剂按质量比为0.3-1:0-0.7，添加量为2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯摩尔含量的0.05-0.25%；所述钛系催化剂包括钛酸四丁酯、钛-硅复合催化剂、钛酸异丙醇、乙二醇钛中的一种或多种，锑系催化剂包括乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑中的一种或多种；所述抗氧化剂包括抗氧化剂1178、抗氧化剂618、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076中的一种或多种，添加量为2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯的0.001-0.005wt%；所述热稳定剂包括磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、多聚磷酸中的一种或多种，添加量为2,5-呋喃二甲酸和/或及其酯的0.001-0.005wt%。

6.一种如权利要求1-5中任一项 所述的可降解生物基2,5-呋喃二甲酸基共聚酯复合材料在纤维制备中的应用。