[发明专利]包括异山梨醇共聚单体的聚酯与其他热塑性聚合物的共混物

说明书

发明领域

本公开涉及聚酯共混物以及制造聚酯共混物的方法，更具体地说涉及包含异山梨醇部分的聚酯与其他热塑性聚合物的共混物及其制法。

公开背景

二元醇1,4∶3,6-二脱水-D-山梨醇，以下称作异山梨醇，结构如下所示，很容易由可再生资源，如糖或淀粉之类来制取。例如，异山梨醇可由D-葡糖的氢化，然后酸催化脱水而制成。

异山梨醇作为单体被结合到另外还包含对苯二甲酰部分的聚酯中。例如参见，R.Storbeck等人，《大分子化学》卷194,pp.53～64(1993)；R.Storbeck等人，《聚合物》卷34,p.5003(1993)。然而，普遍认为诸如异山梨醇之类的仲醇的反应性很差并且对酸催化的反应敏感。例如参见，D.Braun等人，《应用化学杂志》，卷334,pp.298～310(1992)。由于反应性差，由异山梨醇单体与对苯二甲酸酯制备的聚酯预期分子量比较低。Ballauff等人，“聚酯(可再生资源衍生的)”，《聚合材料大全》卷8,p.5892(1996)。

有关包含异山梨醇部分、乙二醇部分以及对苯二甲酰部分的共聚物，仅有极少的报道。包含这3种部分，其中乙二醇对异山梨醇的摩尔比为约90∶10的共聚物报道在公开的德国专利申请1,263,981(1968)中。该聚合物作为少数组分(约10％)与聚丙烯掺混，用以改善聚丙烯纤维的可染性。它是通过对苯二甲酸二甲酯、乙二醇及异山梨醇的熔融聚合制备的，然而，按照该公开仅概括描述的条件，无法获得高分子量的聚合物。

同样是这3种单体的共聚物，最近又见诸于文献报道，据该作者观察，该共聚物的玻璃化转变温度Tg，随着异山梨醇单体含量的增加最高只能提高到约等于异山梨醇-苯二甲酸酯均聚物的200℃。聚合物样品由对苯二甲酰氯与该二醇单体在溶液中的反应制成。该方法制备的共聚物的分子量显著高于上述德国专利中所获得的，然而与其他聚酯聚合物及共聚物相比仍然比较低。再者，这类聚合物是通过溶液聚合制备的，因此聚合物产物不含二甘醇部分。参见，R.Storbeck，“学位论文”，Karlsruhe大学(1994)；R.Storbeck等人，《应用聚合物科学杂志》，卷59,pp.1199～1202(1996)。

美国专利4,418,174描述了一种可用作水性烤漆生产原料的聚酯的制备方法。该聚酯由醇与酸制成。多种优选的醇之一是二脱水山梨醇。然而，该聚酯的平均分子量介于1,000～10,000，因此没有制成实际上包含二脱水山梨醇部分的聚酯。

美国专利5,179,143描述了一种制备压塑材料的制备方法。文中还描述了含羟基的聚酯。所列举的此种含羟基聚酯据称包括多羟基醇，其中又包括1,4∶3,6-二脱水山梨醇。然而，所报道的最高分子量依然比较低，即，400～10,000，故而依然没有制成实际上包含1,4∶3,6-二脱水山梨醇部分的聚酯。

公开的PCT申请WO 97/14739和WO 96/25449描述了一种包括异山梨醇部分作为单体单元的胆甾醇的以及向列型液晶聚酯。此种聚酯的分子量较低并且不是各向同性的。

目前，尚没有用含异山梨醇部分的高分子量聚酯与其他热塑性聚合物进行掺混的做法。

公开概述

与先有技术中已发表的主张和预测相反，包含对苯二甲酰部分、乙二醇部分、异山梨醇部分以及，任选地，二甘醇部分的各向同性，即，半结晶及无定形或者非液晶的共聚聚酯，能够轻易地通过合成达到适合在工业规模上制造诸如薄膜、饮料瓶、模塑制品、片材以及纤维的分子量。

聚合物用量依所要求的聚合物组成而定。每种聚合物的用量较好根据要求最终聚合物产物具有的性能来选择。

该聚酯较好包含对苯二甲酰部分、乙二醇部分、异山梨醇部分以及任选地，二甘醇部分，通过这些组分的用量安排，可提供适合与1种或多种热塑性聚合物掺混所要求的高分子量聚合物。

在优选的实施方案中，聚酯聚合物中的对苯二甲酰部分的数量介于约25％～约50mol％(对总聚合物的摩尔百分率)。该聚酯聚合物还可包含一定数量的1种或多种其他芳族二酸部分，如由间苯二甲酸、2,5-呋喃二羧酸、2,5-噻吩二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸以及4,4’-联苯甲酸衍生而来，它们的合计用量最高为约25mol％(对总聚合物的摩尔百分率)。