一种植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺及其制备方法，涉及聚酯酰胺树脂技术领域，本发明专利技术包括以下步骤：(1)将20～200重量份植物油基含有邻二羟基的二元羧酸和4～68重量份的二胺化合物加热溶解并搅拌均匀；(2)向所述反应液中加入0.3～3重量份催化剂，氮气氛围下加热至100～150℃反应；(3)将步骤2中所述反应液加热至150～200℃反应；(4)将步骤3中所述反应液再将反应体系至200～240℃反应，即得。有益效果：本发明专利技术制得的聚酯酰胺中酰胺键、酯键和羟基同时存在，使聚酯酰胺在拥有高耐热性的同时可重复加工，具有优良的可回收性；由于酰胺键之间的氢键和分子链间酯键交联的相互加强，使制备的乌桕梓基聚酯酰胺具有优异的力学性能。力学性能。力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酯酰胺树脂
，具体涉及一种植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺及其制备方法。

技术介绍

[0002]与热塑性聚酯酰胺相比，热固性聚酯酰胺具有优异的力学性能，热稳定性、耐溶剂性和尺寸稳定性，在我们的日常生活中发挥着重要作用。美中不足的是，传统热固性聚酯酰胺的三维网络结构由于其永久交联，无法重塑、再加工和回收。考虑到环境污染等因素，解决上述问题迫在眉睫，因此，在传统的化学交联网络中引入可交换的动态共价键可以解决上述问题。
[0003]通过在一定条件下触发键交换反应，聚酯酰胺就可以进行网络重排，进而材料的再加工和回收就成为可能。虽然基于动态键交换的材料发展已有很多，但生物基热固性聚酯酰胺的报道依旧很少。例如公开号为CN110903463A的专利公开了一种植物油基可再加工热固性形状记忆的环氧树脂及其制备方法，将该环氧树脂剪碎，在130～200℃的高温下，再给予其一定压力，材料就可以达到动态酯交换的条件，交联网络的拓扑结构进行重新排列，即可再工新的形状。
[0004]由于与化石基传统聚合物相关的资源危机和环境问题，从可再生原料中提取的可持续聚合物吸引了越来越多的关注。因此发展一种生物基聚酯酰胺变得尤为重要。植物油脂被认为是化工行业最重要的可再生原料之一。它们是当前可再生原材料消费的最大部分，目前用于非食品工业应用的脂肪和油脂约占全球产量的20％它们被用于制造许多产品，如聚合物、生物柴油、洗涤剂、蜡和生物可降解润滑剂等。因此植物油也是是制备聚酯酰胺树脂的最好绿色原料之一。
[0005]目前植物油基可再加工聚酯酰胺的发展存在力学性能不足的问题，例如曾建兵课题组报道了一种以蓖麻油为原料，通过熔体缩聚法合成了一种聚酯酰胺vitrimers。其拉伸强度为1.8
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11.4MPa，杨氏模量为1.4
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106.3MPa。如何弥补植物油基可再生聚酯酰胺交联网络中因动态键的存在而不稳定的缺陷，从而改善聚合物的力学性能，目前仍是一大难题。
[0006]公布号为CN112980145A的中国专利申请文献，公开了一种热固性聚酯酰胺改性纳米CaCO3增韧环氧树脂及其制备方法，合成了直链的聚酯酰胺，能够保持环氧树脂的热稳定性，并在聚酯酰胺的两端引入了含有P
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OH的磷酸酯基团，能够与环氧树脂上的环氧基团发生加成反应，促进了聚酯酰胺与环氧树脂形成交联的互穿网络结构，且磷酸酯基团还能够起到促进成炭作用，并由于极性酰胺键的存在，能够提高与环氧树脂形成的互穿网络结合的紧密程度，从而很好的改善环氧树脂的韧性，而接枝改性后的纳米CaCO3，能够有效的在受到外力时起到分散应力、产生银纹、屈服树脂基体吸收大量能量的作用，从而达到增韧的目的，得到热稳定性能良好、韧性优异的环氧树脂。但该方法制得的聚酯酰胺的力学性能依然不足，还有待进一步改进。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有植物油基可再加工聚酯酰胺存在的力学性能不足的问题。
[0008]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0009]一种植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将20～200重量份植物油基含有邻二羟基的二元羧酸和4～68重量份的二胺化合物加热溶解并搅拌均匀；
[0011](2)向步骤(1)中的反应液中加入0.3～3重量份催化剂，氮气氛围下加热至100～150℃反应2～6h；
[0012](3)将步骤(2)中的反应液加热至150～200℃反应1～10h；
[0013](4)将步骤(3)中的反应液再将反应体系至200～240℃反应0.5～3h，得到可再加工的热固性聚酯酰胺。
[0014]有益效果：本专利技术制得的聚酯酰胺中酰胺键、酯键和羟基同时存在，使聚酯酰胺在拥有高耐热性的同时可重复加工，具有优良的可回收性；由于酰胺键之间的氢键和分子链间酯键交联的相互加强，使制备的植物油基聚酯酰胺具有优异的力学性能，为其应用于航空航天等工业领域奠定了基础；并且实现了植物油资源的高附加值利用，符合碳中和的时代背景。制得的聚酯酰胺的断裂强度为1～70MPa，断裂伸长率为1～400％。
[0015]优选地，所述植物油基含有邻二羟基的二元羧酸中羧酸的摩尔量与二胺化合物中氨基的摩尔量之比为1:0.7
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1。
[0016]有益效果：各原料重量份数的选择依据所用单体的摩尔比进行计算，不同的摩尔比有不同的力学性能，所以通过调整各原料的重量份数调整原料的摩尔比，保证邻二羟基的二元羧酸中羧基的投料小于等于二胺中氨基的投料。
[0017]优选地，所述催化剂包括亚磷酸钠、次磷酸钠、醋酸锌中的任一种。
[0018]优选地，所述植物油基含有邻二羟基的二元羧酸为植物油基9，10
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二羟基
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十八碳二酸。
[0019]优选地，所述植物油基9，10
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二羟基
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十八碳二酸的结构为：
[0020][0021]优选地，所述二胺化合物为1,6
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己二胺。
[0022]本专利技术还提供一种上述制备方法得到的可回收的植物油基热固性聚酯酰胺。
[0023]优选的，所述植物油基热固性聚酯酰胺结构式如下：
[0024][0025]有益效果：本专利技术制得的聚酯酰胺中酰胺键、酯键和羟基同时存在，使聚酯酰胺在拥有高耐热性的同时可重复加工，具有优良的可回收性。本专利技术中聚酯酰胺的断裂强度为1～70MPa，断裂伸长率为1～400％。
[0026]本专利技术的优点在于：
[0027]1.本专利技术制得的聚酯酰胺中酰胺键、酯键和羟基同时存在，使聚酯酰胺在拥有高耐热性的同时可重复加工，具有优良的可回收性；由于酰胺键之间的氢键和分子链间酯键交联的相互加强，使制备的乌桕梓基聚酯酰胺具有优异的力学性能，为其应用于航空航天等工业领域奠定了基础；并且实现了植物油资源的高附加值利用，符合碳中和的时代背景。制得的聚酯酰胺的断裂强度为1～70MPa，断裂伸长率为1～400％。
[0028]2.本专利技术中的聚酯酰胺由植物油基含有邻二羟基的二元羧酸和二胺化合物在不需要添加溶剂的情况下合成得到，合成方法简单，对环境无污染，产品不需要纯化除杂，回收简便。
[0029]3.本专利技术以植物油基含有邻二羟基的二元羧酸为原料，是一种具有多官能的单体，进而可以通过调控其与二胺的投料比来调控聚酯酰胺的力学强度和可再加工性能。
[0030]4.本专利技术制备过程中通入氮气可以防止材料在高温下被氧化，同时吹出生成的小分子，促进反应正向进行。
[0031]5.本专利技术需要严格控制二元酸和二胺的投料比列。若是二元酸和二胺的反应比例高于记载范围内对产物的影响是产物捞出后无法压片成膜，不具有可再加工能力，这是因为在此范围内的单体投料会使聚合物交联程度变大，单体中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将20～200重量份植物油基含有邻二羟基的二元羧酸和4～68重量份的二胺化合物加热溶解并搅拌均匀；(2)向步骤(1)中的反应液中加入0.3～3重量份催化剂，氮气氛围下加热至100～150℃反应2～6h；(3)将步骤(2)中的反应液加热至150～200℃反应1～10h；(4)将步骤(3)中的反应液再将反应体系至200～240℃反应0.5～3h，得到可再加工的热固性聚酯酰胺。2.根据权利要求1所述的植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：所述植物油基含有邻二羟基的二元羧酸中羧酸的摩尔量与二胺化合物中氨基的摩尔量之比为1:0.7
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1。3.根据权利要求1或2所述的植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：所述植物油基含有邻二羟基的二元羧酸为植物油基9，10
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二羟基
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十八碳二酸。4.根据权利要求3所述的植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：所述植物油基9，10
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二羟基
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十八碳二酸的结构为：5.根据权利要求1所述的植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：所述二胺化合物为1,6
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己二胺。6.根据权利要求1所述的植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：所述催化剂包括亚磷酸钠、次磷酸钠、醋酸锌中的任一种。7.根据权利要求1所述的植物油基可再加工的热固性聚酯酰胺的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将20.0g植物油基9，10
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二羟基
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十八碳二酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪钟凯，高惠惠，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：