[发明专利]一种长链支化PETG共聚酯及其制备方法

说明书

本发明提供一种长链支化PETG共聚酯及其制备方法，属于高分子技术领域。该长链支化PETG共聚酯中，构成主链和支链的重复结构单元均为共聚酯；其中，主链上的支化点为所述主链上聚酯重复结构单元中的叔碳原子。制备方法为：对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇(EG)和1，4‑环己烷二甲醇(CHDM)以及支化剂均匀混合后，先进行酯化反应，后进行缩聚反应形成长链支化结构。与传统的PETG共聚酯相比，本发明支化结构的引入为线性聚酯材料提供了链之间的缠结相互作用，改善了传统线性聚酯存在的熔体强度低等问题，有效拓展其在挤出发泡、热成型、熔融纺丝以及3D打印等有效扩展领域的应用。

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种长链支化PETG共聚酯及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇-1，4环己烷二甲醇共聚酯，简称PETG，是一种新型的非晶聚酯类材料。其相对于其他聚酯材料而言十分环保，所以被广泛应用于食品塑料包装领域。除了环保的优点外，PETG共聚酯还具有良好的耐热性，可以充当高温材料的容器。由此可见，PETG共聚酯的出现不仅给化工企业的发展提供了便利，更加丰富了人们的日常生活，因此，对PETG共聚酯的生产和性能研究显得尤为重要，应当受到人们的高度重视。

但是，PETG共聚酯作为一种新兴材料并非尽善尽美，它具有聚酯类的高分子固有的缺点，如熔体强度低，熔体弹性弱，拉伸流动时应变软化等，进而影响了线型PETG在挤出发泡、热成型、熔融纺丝以及3D打印等领域的应用。除此以外，PETG共聚酯还有热变形温度低等缺点，这些因素制约了PETG共聚酯的进一步推广和应用。因此，通过制备和改性等手段有效改善PETG熔体流变行为、提高力学性能和热变形温度是近年来高分子科学家们所面临的重要问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种长链支化共聚酯及其制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种长链支化PETG共聚酯，所述共聚酯由二元酯组分A，二元醇组分B、C，多官能度支化剂组分D通过酯化缩聚反应制得，其构成主链和支链的重复结构单元均为共聚酯，在合成过程中加入含有多个可以形成酯键的官能团物质来引入支链，其中，主链上的支化点为主链上聚酯重复结构单元中的叔碳原子。所述长链支化PETG共聚酯的制备原料中：二元醇组分B、C与二元酯组分A的投料摩尔比为1.1/1～2.4/1，二元醇组分C的投料摩尔占比总醇B、C的5～30％，多官能度支化剂组分D用量为二元醇组分B、C物质量的0.1～5％。

所述的长链支化共聚酯的数均分子量为18000～100000g/mol，重均分子量为40000～1000000g/mol，分子量分布为1.5～6.0。

一种长链支化PETG共聚酯的制备方法，包括如下步骤：

将二元酯组分A，二元醇组分B、C，多官能度支化剂组分D和酯化催化剂加入反应容器中，其中，酯化催化剂用量为组分A的物质量的0.01～0.5％。在140℃和常压下搅拌1小时至原料混合均匀，在180～195℃和常压下反应l～4小时后，加入缩聚催化剂继续进行反应，其中，缩聚催化剂的加入用量为组分A的物质量的0.01～0.5％，在230～260℃、50～600Pa下进行缩聚反应l～5小时，得到长链支化共聚酯。

进一步的，所述二元酯组分A为对苯二甲酸二甲酯，所述二元醇组分B为乙二醇，所述二元醇组分C为1，4环己烷二甲醇，所述多官能度支化剂组分D为丙三醇或三羟甲基丙烷。

进一步的，所述的酯化催化剂为钛酸四丁酯、钛酸异丁酯、醋酸锌的一种或两种以上。

进一步的，所述的缩聚催化剂为钛酸四丁酯、醋酸锌的一种或两种以上。

兙俥本发明的有益效果在于：