半芳香族聚酯酰胺及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种半芳香族聚酯酰胺及其合成方法。本发明专利技术的半芳香族聚酯酰胺具有式Ⅰ所示结构：式Ⅰ中，a＝2～12，m＝1～5，x＝10～200，y＝10～200，z＝1～20，其中x＝y。本发明专利技术的半芳香族聚酯酰胺的合成方法如下：首先将对苯二甲酸与11-氨基十一酸进行反应得到双端羧基的酰胺化合物，然后该化合物与脂肪族二元醇、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉进行反应得到本发明专利技术所述的半芳香族聚酯酰胺。本发明专利技术的半芳香族聚酯酰胺具有较高的力学性能和玻璃化转变温度，低吸水率以及具有生物来源的特性，可应用于模塑制品和包装材料等，或作为聚酯与聚酰胺的相容剂、半芳香族聚酰胺的改性剂等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及材料领域，特别是设及一种半芳香族聚醋酷胺及其合成方法。
技术介绍
聚醋酷胺是分子主链上含有醋键和酷胺键的聚合物。其中，醋键结构具有较好的 抗冲击性能，较高的模量和强度，并且，醋键的存在降低了烙点，有利于在烙融状态下加工 制备纤维材料和各类型材。和醋键结构相比，酷胺键结构的缺点在于其吸水率较高，易产生 蠕变。但是，酷胺键的存在使聚合物具有较高的玻璃化转变溫度、结晶速率，较好的耐磨性 和力学性能。同时，由于氨键的存在使聚合物的分子结构呈规则排列。因此，聚醋酷胺综合 了聚醋和聚酷胺的共同优点，所W在很多行业得到了广泛的应用。 根据聚醋酷胺分子结构的不同，可分为脂肪族聚醋酷胺、半芳香族聚醋酷胺W 及全芳香族聚醋酷胺。目前，现有技术中对聚醋酷胺的合成做了一些研究，例如：中国 专利CN103172855A公开了一种W乳酸、氨基酸为原料制备脂肪族聚醋酷胺；中国专利 CN103788367A公开了一种具有脂环结构的聚醋酷胺的制备方法；中国专利CN103906789A 公开了一种全芳香族聚醋酷胺的制备方法；中国专利CN103881086A公开了W脂肪族尼龙 盐与脂肪族二元酸缩聚制备二酷胺二酸，再与二元醇缩聚制备脂肪族交替聚醋酷胺预聚 体，经二元恶挫嘟和二酷基双内酷胺扩链剂对预聚体扩链，制备得到可生物降解交替型聚 醋酷胺；中国专利CN102906158A公开了W芳香族二簇酸、脂肪族二醇和丙氨酸制备得到半 芳香族聚醋酷胺，但是该专利没有详细地公布制备工艺参数；美国专利US0065314公开了 W己二酸、1，4-下二醇、己内酷胺、己二胺为原料，在支化剂季戊四醇的作用下合成一种S 嵌段可生物降解聚醋酷胺；德国专利DE4327024公开了W己二酸、1，4-下二醇、己内酷胺或 己二胺反应合成可生物降解的聚醋酷胺，该产品有良好的机械性能和生物降解性能，并W BAK为商标生产了一系列此类的聚醋酷胺。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提供一种力学性能和玻璃化转变溫度较高的，吸水率 低W及具有生物来源的半芳香族聚醋酷胺，可应用于模塑制品和包装材料等，或作为聚醋 与聚酷胺的相容剂、半芳香族聚酷胺的改性剂等。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取了如下技术方案： 一种半芳香族聚醋酷胺，其具有如下式I结构：式I中，a = 2~12，m = I~5，x = 10~200，y = 10~200，z = I~20,其中 X=y; W09] 所述半芳香族聚醋酷胺由脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸、 2, 2'-(1，3-亚苯基）-二恶挫嘟共聚而成；所述脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一 酸、2, 2'-(1,3-亚苯基）-二恶挫嘟的摩尔比为1:1:0. 5~1:0.Ol~0.2。 在其中一些实施例中，所述脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸、 2, 2' - (1，3-亚苯基）-二恶挫嘟的摩尔比为1:1:0. 6~0. 8:0. 05~0. 08。 在其中一些实施例中，所述半芳香族聚醋酷胺的特性粘度为0. 7~1. (ML/g，玻璃 化溫度Tg> 98 °C，烙融溫度Tm为235~245 °C。 在其中一些实施例中，所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-下二醇、 1,6-己二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烧二醇、1，12-十二烧二醇中的一种或一种W上的混 合物。 在其中一些实施例中，所述脂肪族二元醇选自1,4-下二醇、1,6-己二醇或 1，10-癸二醇中的一种或一种W上的混合物。 本专利技术的另一目的是提供一种上述半芳香族聚醋酷胺的合成方法。 具体技术方案如下： 一种上述半芳香族聚醋酷胺的合成方法，包括W下步骤： (1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到揽拌式聚合反应器中， 抽真空3~lOmin，后通惰性气体3~lOmin，如此循环5~10次，使反应物处于惰性气体 保护下的环境中，控制揽拌式聚合反应器内系统压力为0. 1~0. 5MPa;[001引 似将揽拌式聚合反应器密闭加热至130~160。并调节揽拌式聚合反应器的揽 拌速度为0~l(K)r/min后，在自身压力的条件下对反应物保溫保压0. 5~4小时，放气至 常压，同时将揽拌式聚合反应器的溫度降至25~40°C; (3)将真空干燥后的脂肪族二元醇与2, 2' -(1，3-亚苯基）-二恶挫嘟加入到步骤 (2)中的揽拌式聚合反应器中，同时加入铁化合物和适量的水；然后抽真空3~lOmin，通惰 性气体3~lOmin，如此循环5~10次，使反应物处于惰性气体保护下的环境中，控制揽拌 式聚合反应器内系统压力为0. 1~0. 5MPa; (4)将揽拌式聚合反应器密闭加热至250~270°C，调节揽拌式聚合反应器的揽拌 速度为0~l(K)r/min，其中，当揽拌式聚合反应器的溫度达到210°C时，放气至1. 6MPa，并 维持压力在1. 6MPa，反应0. 5~4小时后，放气至常压，在250~270°C下继续反应0. 5~ 4小时后，恒溫持续抽真空0. 1~2小时，反应结束，在出料时补充惰性气体； 上述步骤中，所述惰性气体是氮气或氣气中的一种；所述脂肪族二元醇、对苯二 甲酸、ll-氨基^^一酸、2, 2'-(1，3-亚苯基）-二恶挫嘟的摩尔比为1:1:0.5~1:0.01~ 0. 2;所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-下二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、 1，11-十一烧二醇、1，12-十二烧二醇中的一种或一种W上的混合物；所述铁化合物选自铁 酸四下醋、异丙基铁酸醋、丙基铁酸醋、丙締基铁酸醋中的一种或一种W上的混合物。 反应前通惰性气体目的是降低副反应发生的概率；反应过程中抽真空的目的是把 缩聚反应中产生的水除去，有利于聚合反应正向进行。 在其中一些实施例中，所述半芳香族聚醋酷胺的合成方法，包括W下步骤： (1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到揽拌式聚合反应器中， 抽真空4~6min，后通氮气4~6min，如此循环5~7次，使反应物处于氮气保护下的环境 中，控制揽拌式聚合反应器内系统压力为0. 2~0. 3MPa; 似将揽拌式聚合反应器密闭加热至140~150。并调节揽拌式聚合反应器的揽 拌速度为30~50r/min后，在自身压力的条件下对反应物保溫保压1~2小时，放气至常 压，同时将揽拌式聚合反应器的溫度降至30~35°C; 阳0%] (3)将真空干燥后的脂肪族二元醇与2, 2' -(1，3-亚苯基）-二恶挫嘟加入到步骤 (2)中的反应器中，同时加入铁化合物和适量的水；然后抽真空4~6min，通氮气4~6min， 如此循环5~7次，使反应物处于氮气保护下的环境中，控制揽拌式聚合反应器内系统压力 为 0. 2 ~0. 3MPa;(4)将揽拌式聚合反应器密闭加热至255~265°C，调节揽拌式聚合反应器的揽拌 速度为30~50r/min，其中，当揽拌式聚合反应器的溫度达到210°C时，放气至1. 6MPa，并维 持压力在1. 6MPa，反应1~2小时后，放气至常压，在255~265°C下继续反应1~2小时 后，恒溫持续抽真空0. 3~1小时，反应结束，在出料时补充氮气； 上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半芳香族聚酯酰胺，其特征在于，其具有如下式Ⅰ结构：式Ⅰ中，a＝2～12，m＝1～5，x＝10～200，y＝10～200，z＝1～20，其中x＝y；所述半芳香族聚酯酰胺由脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11‑氨基十一酸、2,2'‑(1,3‑亚苯基)‑二恶唑啉共聚而成；所述脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11‑氨基十一酸、2,2'‑(1,3‑亚苯基)‑二恶唑啉的摩尔比为1:1:0.5～1:0.01～0.2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国胜，张静婷，王忠强，石哲平，师文博，方春晖，刘冰肖，许和伟，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14