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    怎样才能加盟重庆时时彩: 利用源于生物质资源单体合成的高透明共聚酯及制备方法.pdf

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    利用 源于 生物 资源 单体 合成 透明 聚酯 制备 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110115456.9

    申请日:

    2011.05.05

    公开号:

    CN102250330A

    公开日:

    2011.11.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):C08G 63/672登记生效日:20150923变更事项:专利权人变更前权利人:常州大学变更后权利人:溧阳常大技术转移中心有限公司变更事项:地址变更前权利人:213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号变更后权利人:213164 江苏省常州市溧阳市埭头镇渡头街8-2号7幢|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08G 63/672申请日:20110505|||公开
    IPC分类号: C08G63/672; C08G63/78 主分类号: C08G63/672
    申请人: 常州大学
    发明人: 单玉华; 罗娜; 任海永; 潘学林; 吴霞; 唐敏
    地址: 213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号
    优先权:
    专利代理机构: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 楼高潮
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110115456.9

    授权公告号:

    |||102250330B||||||

    法律状态公告日:

    2015.10.28|||2013.03.13|||2012.01.04|||2011.11.23

    法律状态类型:

    专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明源于生物质资源单体合成的高透明共聚酯及制备方法,涉及通过共聚制备改性聚酯领域。按照下述步骤进行:将对苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇、异山梨醇及酯化催化剂加入反应器中,控制一定的温度反应,并让反应生成的水从反应器中逸出,至反应体系完全透明;向上述完全透明的反应液中加入缩聚催化剂、含磷的稳定剂,升高温度反应,控制馏出温度不超过205℃,至基本无组分馏出;逐渐对反应系统进行减压,控制一定的温度和真空度反应一定时间后,完成缩聚反应,得到共聚酯;停止抽真空,向反应器中充入氮气,将所得共聚酯从出料阀压出。本发明得到高透明度的新型聚酯,提高了聚酯的使用性能,减少聚酯生产对化石资源的依赖。

    权利要求书

    1.利用源于生物质资源/单体合成的高透明共聚酯,其特征在于其结构式如下:所制备共聚物重均分子量在40000~300000,其中X∶Y∶Z?=?2~6∶0.5~3∶1。2.利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于按照下述步骤进行:(1)将对苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇、异山梨醇及酯化催化剂加入反应器中,控制一定的温度反应,并让反应生成的水从反应器中逸出,至反应体系完全透明;(2)向上述完全透明的反应液中加入缩聚催化剂、含磷的稳定剂,升高温度反应,控制馏出温度不超过205℃,至基本无组分馏出;(3)逐渐对反应系统进行减压,控制一定的温度和真空度反应一定时间后,完成缩聚反应,得到共聚酯;(4)停止抽真空,向反应器中充入氮气,将所得共聚酯从出料阀压出。3.根据权利要求2所述的利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于上述步骤(1)中,对苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇及异山梨醇的投料摩尔比为:1∶2~5∶0.2~1.0∶0.2~0.6;上述步骤(1)中所用的酯化催化剂是钛或锌或硅的化合物;上述步骤(1)中控制反应温度160~240℃;上述步骤(1)中使反应生成的水从反应器中逸出的方式是让反应产生的水蒸气通过一个理论板数为1~10的精馏塔蒸出。4.根据权利要求2所述的利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于上述步骤(2)中缩聚催化剂为锑或铋的化合物;所述的含磷稳定剂是磷酸酯或亚磷酸酯或烷基膦;上述步骤(2)中控制反应温度220~270℃。5.根据权利要求2所述的利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于上述步骤(3)中控制反应温度240~300℃,控制真空度在740~759?mmHg,控制缩聚反应时间1~5小时。6.根据权利要求3所述的利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于上述步骤(1)中所用的酯化催化剂是纳米二氧化钛、钛酸酯、硅酸钛、硅酸锌、纳米氧化锌或锌的有机酸盐;控制反应温度180~210℃。7.根据权利要求4所述的利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于上述步骤(2)中缩聚催化剂为Sb2O3或乙二醇锑;所述的含磷稳定剂是亚磷酸三苯酯;控制反应温度230~250℃。8.根据权利要求5所述的利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,其特征在于上述步骤(3)中控制反应温度260~280℃;控制真空度在750~759?mmHg;控制缩聚反应时间2.0~3.5小时。

    说明书

    利用源于生物质资源单体合成的高透明共聚酯及制备方法

    技术领域

    本发明涉及通过共聚制备改性聚酯,具体的说是利用生物质资源作为多元醇与对苯二甲酸及乙二醇进行共聚得到透明性高的改性聚酯。

    技术背景

    ?聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一类产量很大,用途很广的聚合材料。但在一些特定的领域,如:包装薄膜、气帘、聚酯瓶等,则要求聚酯材料有很好的透明度,普通的PET在这些场合则不能满足应用需要。

    为提高普通PET的透明度,中国专利CN?1216051和CN?1800236以及美国专利US?6429278都提出了用对苯二甲酸(或酯)与乙二醇、1,4-环己烷二甲醇三元共聚的方法,即在普通的PET中加入第三单体1,4-环己烷二甲醇以得到共聚酯,从而达到提高聚酯透光率的目的。然而无论是由对苯二甲酸加氢(US6495730),还是由对苯二甲酸酯加氢(朱志庆等,精细石油化工,2004,6:7~10),每生成1摩尔1,4-环己烷二甲醇都需要消耗7摩尔H2,这样的过程操作成本较高,消耗了大量的最清洁能源--氢气。

    。

    ?????近年来有研究报道利用可再生的生物质资源甘油及葡萄糖分别经一系列化学反应制得2-甲氧基-1,3-丙二醇(WO?2008/147671)和异山梨醇(Almeida?R?M,?Li?J?R,?Nederlof?C,?et.?al.?ChemSusChem,?2010,?3,?325~328)。反应过程如下:

    。

    ?

    发明内容

    本发明的目的在于用来源于生物质甘油的2-甲氧基-1,3-丙二醇和来源于生物质葡萄糖的异山梨醇作为多元醇,与对苯二甲酸、乙二醇共聚,从而得到高透明的聚酯材料。共聚酯的制备反应如下式所示:

    所制备共聚物重均分子量在40000~300000。X∶Y∶Z?=?2~6∶0.5~3∶1。

    发明的技术方案:

    为实现本发明的目的,本发明利用源于生物质资源的单体合成的高透明共聚酯,其结构式如下:

    ,

    所制备共聚物重均分子量在40000~300000,其中X∶Y∶Z?=?2~6∶0.5~3∶1。

    本发明利用源于生物质资源的单体合成高透明共聚酯的方法,按照下述步骤进行:

    (1)将对苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇、异山梨醇及酯化催化剂加入反应器中,控制一定的温度反应,并让反应生成的水从反应器中逸出,至反应体系完全透明;

    (2)向上述完全透明的反应液中加入缩聚催化剂、含磷的稳定剂,升高温度反应,控制馏出温度不超过205℃,至基本无组分馏出,目的是让过量的乙二醇蒸出。

    (3)逐渐对反应系统进行减压,控制一定的温度和真空度反应一定时间后,完成缩聚反应,得到共聚酯。

    (4)停止抽真空,向反应器中充入氮气,将所得共聚酯从出料阀压出。

    上述步骤(1)中,对苯二甲酸、乙二醇、2-甲氧基-1,3-丙二醇及异山梨醇的投料摩尔比为:1∶2~5∶0.2~1.0∶0.2~0.6。

    上述步骤(1)中所用的酯化催化剂是钛或锌或硅的化合物,如纳米二氧化钛、钛酸酯、硅酸钛、硅酸锌、纳米氧化锌及锌的有机酸盐等。优选的是含钛化合物。

    上述步骤(1)中控制反应温度160~240℃,优选的是180~210℃,温度太低不利于酯化反应,温度太高会引起不利的副反应,导致产物颜色加深。

    上述步骤(1)中使反应生成的水从反应器中逸出的方式是让反应产生的水蒸气通过一个理论板数为1~10的精馏塔蒸出,目的是使伴随水蒸气上升的醇回流到反应器中充分反应,通过这样的方式不断分出生成的水,从而使酯化反应顺利进行。

    上述步骤(2)中缩聚催化剂为锑或铋的化合物。优选的是锑的化合物,如:Sb2O3、乙二醇锑。所述的含磷稳定剂是磷酸酯或亚磷酸酯或烷基膦,优选的是亚磷酸酯,如亚磷酸三苯酯。

    上述步骤(2)中控制反应温度220~270℃,优选的是230~250℃。

    上述步骤(3)中控制反应温度240~300℃,优选的是260~280℃??刂普婵斩仍?40~759?mmHg,优选的是750~759?mmHg??刂扑蹙鄯从κ奔?~5小时,优选的是2.0~3.5小时。

    本发明的效果是:利用源自可再生的生物质资源2-甲氧基-1,3-丙二醇和异山梨醇作为多元醇,对PET进行共聚改性,得到高透明度的新型聚酯,提高了聚酯的使用性能,减少聚酯生产对化石资源的依赖。

    具体实施方式:

    本发明具体实施方式中聚酯粘度按中华人民共和国进出口检验标准SN/T?1015-2001?进行测定;聚酯透光率按国家标准GB/T?2410-2008进行测定。所得共聚酯重均分子量用GPC法测定相对分子量,其中X∶Y∶Z的比值用核磁共振仪1H-NMR法估算。

    实例1:向1L不锈钢聚合釜(带有理论板数约为6的逸出气体精馏塔)中加入1.0mol对苯二甲酸、5.0mol乙二醇、0.4mol?2-甲氧基-1,3-丙二醇、0.3mol异山梨醇及8.0×10-4mol纳米氧化锌,加热控制反应温度165~170℃,控制逸出气体精馏塔顶温度98~102℃,反应4.7小时后,反应体系完全透明。

    向上述透明的反应体系中加入4.0×10-4mol乙二醇铋、6.0×10-5mol亚磷酸三苯酯。将反应温度升高至245℃,控制逸出塔顶温度不超过205℃,让多余的乙二醇蒸出。这个过程需1.5小时。

    待反应体系基本无205℃馏分蒸出后,利用抽真空系统逐渐对反应器进行减压。当反应系统真空度达到755mmHg时,逐渐升高反应温度,使反应温度达到275℃,维持在此条件下反应3.5小时后,停止抽真空。

    停止加热,缓慢向反应器中充入N2,直至反应器压力表显示正压,打开聚合釜底部出料阀,使产物在N2加压下压出,得到透明共聚酯,粘度为0.792dL/g,透光率87%。所得共聚酯重均分子量为88000,?X∶Y∶Z?=?5.9∶1.2∶1。

    实例2:向1L不锈钢聚合釜(带有理论板数约为2的逸出气体精馏塔)中加入1.0mol对苯二甲酸、2.5mol乙二醇、1.0mol?2-甲氧基-1,3-丙二醇、0.4mol异山梨醇及8.0×10-4mol钛酸四丁酯,加热控制反应温度235~240℃,控制逸出气体精馏塔顶温度98~100℃,反应2.5小时后,反应体系完全透明。

    向上述透明的反应体系中加入3.0×10-4mol乙二醇锑、6.0×10-5mol亚磷酸三苯酯。将反应温度升高至255℃,控制逸出塔顶温度不超过205℃,让多余的乙二醇蒸出。这个过程需1.2小时。

    待反应体系基本无205℃馏分蒸出后,利用抽真空系统逐渐对反应器进行减压。当反应系统真空度达到758mmHg时,逐渐升高反应温度,使反应温度达到295℃,维持在此条件下反应5.0小时后,停止抽真空。

    停止加热,缓慢向反应器中充入N2,直至反应器压力表显示正压,打开聚合釜底部出料阀,使产物在N2加压下压出,得到透明共聚酯,粘度为0.976?dL/g,透光率90%。所得共聚酯重均分子量在148000。X∶Y∶Z?=?3.6∶2.3∶1。

    实例3:向1?????L不锈钢聚合釜(带有理论板数约为9的逸出气体精馏塔)中加入1.0mol对苯二甲酸、4.0mol乙二醇、0.6mol?2-甲氧基-1,3-丙二醇、0.6mol异山梨醇及6.0×10-4mol钛酸四丁酯,加热控制反应温度215~220℃,控制逸出气体精馏塔顶温度98~100℃,反应3.2小时后,反应体系完全透明。

    向上述透明的反应体系中加入3.0×10-4mol乙二醇锑、6.0×10-5mol亚磷酸三苯酯。将反应温度升高至235℃,控制逸出塔顶温度不超过205℃,让多余的乙二醇蒸出。这个过程需1.7小时。

    待反应体系基本无205℃馏分蒸出后,利用抽真空系统逐渐对反应器进行减压。当反应系统真空度达到745mmHg时,逐渐升高反应温度,使反应温度达到295℃,维持在此条件下反应2.5小时后,停止抽真空。

    停止加热,缓慢向反应器中充入N2,直至反应器压力表显示正压,打开聚合釜底部出料阀,使产物在N2加压下压出,得到透明共聚酯,粘度为0.802?dL/g,透光率93%。所得共聚酯重均分子量在106000。X∶Y∶Z?=?2.4∶0.9∶1。

    实例4:向1?????L不锈钢聚合釜(带有理论板数约为4的逸出气体精馏塔)中加入1.0mol对苯二甲酸、3.0mol乙二醇、0.2mol?2-甲氧基-1,3-丙二醇、0.5mol异山梨醇及5.0×10-4mol乙二醇锌米粉,加热控制反应温度185~190℃,控制逸出气体精馏塔顶温度98~100℃,反应5.0小时后,反应体系完全透明。

    向上述透明的反应体系中加入4.0×10-4mol三氧化二锑、6.0×10-5mol磷酸三丁酯。将反应温度升高至220℃,控制逸出塔顶温度不超过205℃,让多余的乙二醇蒸出。这个过程需2.0小时。

    待反应体系基本无205℃馏分蒸出后,利用抽真空系统逐渐对反应器进行减压。当反应系统真空度达到759mmHg时,逐渐升高反应温度,使反应温度达到265℃,维持在此条件下反应3.0小时后,停止抽真空。

    停止加热,缓慢向反应器中充入N2,直至反应器压力表显示正压,打开聚合釜底部出料阀,使产物在N2加压下压出,得到透明共聚酯,粘度为0.799?dL/g,透光率92%。所得共聚酯重均分子量在82000。X∶Y∶Z?=?2.1∶0.4∶1。

    实例5:向1?????L不锈钢聚合釜(带有理论板数约为7的逸出气体精馏塔)中加入1.0mol对苯二甲酸、6.0mol乙二醇、0.8mol?2-甲氧基-1,3-丙二醇、0.2mol异山梨醇及7.0×10-4mol硅酸钛纳米粉,加热控制反应温度185~190℃,控制逸出气体精馏塔顶温度98~100℃,反应3.8小时后,反应体系完全透明。

    向上述透明的反应体系中加入4.0×10-4mol三氧化二锑、6.0×10-5mol亚磷酸三苯酯。将反应温度升高至220℃,控制逸出塔顶温度不超过205℃,让多余的乙二醇蒸出。这个过程需2.0小时。

    待反应体系基本无205℃馏分蒸出后,利用抽真空系统逐渐对反应器进行减压。当反应系统真空度达到759mmHg时,逐渐升高反应温度,使反应温度达到265℃,维持在此条件下反应2.0小时后,停止抽真空。

    停止加热,缓慢向反应器中充入N2,直至反应器压力表显示正压,打开聚合釜底部出料阀,使产物在N2加压下压出,得到透明共聚酯,粘度为0.789?dL/g,透光率92%。所得共聚酯重均分子量在79000。X∶Y∶Z?=?2.1∶0.4∶1。

    对照例:向1???L不锈钢聚合釜(带有理论板数约为7的逸出气体精馏塔)中加入1.0mol对苯二甲酸、6.0mol乙二醇及7.0×10-4mol硅酸钛纳米粉,加热控制反应温度185~190℃,控制逸出气体精馏塔顶温度98~100℃,反应4.2小时后,反应体系完全透明。

    向上述透明的反应体系中加入4.0×10-4mol三氧化二锑、6.0×10-5mol亚磷酸三苯酯。将反应温度升高至220℃,控制逸出塔顶温度不超过205℃,让多余的乙二醇蒸出。这个过程需2.0小时。

    待反应体系基本无205℃馏分蒸出后,利用抽真空系统逐渐对反应器进行减压。当反应系统真空度达到759mmHg时,逐渐升高反应温度,使反应温度达到265℃,维持在此条件下反应3.0小时后,停止抽真空。

    停止加热,缓慢向反应器中充入N2,直至反应器压力表显示正压,打开聚合釜底部出料阀,使产物在N2加压下压出,得到透明共聚酯,粘度为0.714?dL/g,透光率84%。所得共聚酯重均分子量在96000。

    对照例与实例5反应条件相同,所不同的是对照例投料中用乙二醇作多元醇。对比结果可以看出,本发明提出的共聚酯重均分子量相对较低、粘度较高、透光率明显提高。

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