CN105295036B - 半芳香族聚酯酰胺及其合成方法 - Google Patents

半芳香族聚酯酰胺及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半芳香族聚酯酰胺及其合成方法。本发明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所述的半芳香族聚酯酰胺。本发明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。

Description

半芳香族聚酯酰胺及其合成方法
技术领域
本发明涉及材料领域,特别是涉及一种半芳香族聚酯酰胺及其合成方法。
背景技术
聚酯酰胺是分子主链上含有酯键和酰胺键的聚合物。其中,酯键结构具有较好的抗冲击性能,较高的模量和强度,并且,酯键的存在降低了熔点,有利于在熔融状态下加工制备纤维材料和各类型材。和酯键结构相比,酰胺键结构的缺点在于其吸水率较高,易产生蠕变。但是,酰胺键的存在使聚合物具有较高的玻璃化转变温度、结晶速率,较好的耐磨性和力学性能。同时,由于氢键的存在使聚合物的分子结构呈规则排列。因此,聚酯酰胺综合了聚酯和聚酰胺的共同优点,所以在很多行业得到了广泛的应用。
根据聚酯酰胺分子结构的不同,可分为脂肪族聚酯酰胺、半芳香族聚酯酰胺以及全芳香族聚酯酰胺。目前,现有技术中对聚酯酰胺的合成做了一些研究,例如:中国专利CN103172855A公开了一种以乳酸、氨基酸为原料制备脂肪族聚酯酰胺;中国专利CN103788367A公开了一种具有脂环结构的聚酯酰胺的制备方法;中国专利CN103906789A公开了一种全芳香族聚酯酰胺的制备方法;中国专利CN103881086A公开了以脂肪族尼龙盐与脂肪族二元酸缩聚制备二酰胺二酸,再与二元醇缩聚制备脂肪族交替聚酯酰胺预聚体,经二元恶唑啉和二酰基双内酰胺扩链剂对预聚体扩链,制备得到可生物降解交替型聚酯酰胺;中国专利CN102906158A公开了以芳香族二羧酸、脂肪族二醇和丙氨酸制备得到半芳香族聚酯酰胺,但是该专利没有详细地公布制备工艺参数;美国专利US0065314公开了以己二酸、1,4-丁二醇、己内酰胺、己二胺为原料,在支化剂季戊四醇的作用下合成一种三嵌段可生物降解聚酯酰胺;德国专利DE4327024公开了以己二酸、1,4-丁二醇、己内酰胺或己二胺反应合成可生物降解的聚酯酰胺,该产品有良好的机械性能和生物降解性能,并以BAK为商标生产了一系列此类的聚酯酰胺。
发明内容
基于此,本发明的目的在于提供一种力学性能和玻璃化转变温度较高的,吸水率低以及具有生物来源的半芳香族聚酯酰胺,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。
为了实现上述发明目的,本发明采取了如下技术方案:
一种半芳香族聚酯酰胺,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。
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)-二恶唑啉的摩尔比为1:1:0.6~0.8:0.05~0.08。
在其中一些实施例中,所述半芳香族聚酯酰胺的特性粘度为0.7~1.0dL/g,玻璃化温度Tg≥98℃,熔融温度Tm为235~245℃。
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-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的一种或一种以上的混合物。
在其中一些实施例中,所述脂肪族二元醇选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇或1,10-癸二醇中的一种或一种以上的混合物。
本发明的另一目的是提供一种上述半芳香族聚酯酰胺的合成方法。
具体技术方案如下:
一种上述半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空3~10min,后通惰性气体3~10min,如此循环5~10次,使反应物处于惰性气体保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.1~0.5MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至130~160℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为0~100r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压0.5~4小时,放气至常压,同时将搅拌式聚合反应器的温度降至25~40℃;
(3)将真空干燥后的脂肪族二元醇与2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入钛化合物和适量的水;然后抽真空3~10min,通惰性气体3~10min,如此循环5~10次,使反应物处于惰性气体保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.1~0.5MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至250~270℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为0~100r/min,其中,当搅拌式聚合反应器的温度达到210℃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℃下继续反应0.5~4小时后,恒温持续抽真空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氩气中的一种;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;所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的一种或一种以上的混合物;所述钛化合物选自钛酸四丁酯、异丙基钛酸酯、丙基钛酸酯、丙烯基钛酸酯中的一种或一种以上的混合物。
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,所述半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,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,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至140~150℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压1~2小时,放气至常压,同时将搅拌式聚合反应器的温度降至30~35℃;
(3)将真空干燥后的脂肪族二元醇与2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的反应器中,同时加入钛化合物和适量的水;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,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至255~265℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min,其中,当搅拌式聚合反应器的温度达到210℃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℃下继续反应1~2小时后,恒温持续抽真空0.3~1小时,反应结束,在出料时补充氮气;
上述步骤中,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)-二恶唑啉的摩尔比为1:1:0.6~0.8:0.05~0.08;所述脂肪族二元醇选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇中的一种或一种以上的混合物;所述钛化合物为钛酸四丁酯。
在其中一些实施例中,所述钛化合物的加入量为单体总重量的0.1~2%;所述单体为脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉。
在其中一些实施例中,所述钛化合物的加入量为单体总重量的0.3~1%。
本发明的半芳香族聚酯酰胺的合成原理如下:
为了提高酯化反应的反应速率,以及半芳香族聚酯酰胺的特性粘度(即分子量),本发明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所述的半芳香族聚酯酰胺。
本发明所提供的半芳香族聚酯酰胺及其合成方法具有以下优点:
(1)本发明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,吸水率低,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。
(2)本发明的半芳香族聚酯酰胺的合成工艺简单,采用熔融缩聚的方法,充分地利用聚合反应器聚合,操作方便,能充分达到聚合所需要的聚合温度,聚合容量大,便于大量生产,合成过程中也可以加入抗氧化剂、阻燃剂等,使半芳香族聚酯酰胺的物理性能更加优异。
(3)本发明的半芳香族聚酯酰胺的合成方法中所使用的11-氨基十一酸是由自然界的蓖麻油制备而得,因此,本发明制备得到的半芳香族聚酯酰胺为一种生物基材料,具有绿色环保的特性。
附图说明
图1为本发明半芳香族聚酯酰胺的合成工艺流程图;
图2为本发明实施例5制备的半芳香族聚酯酰胺的非等温结晶熔融曲线图。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,解析本发明的优点与精神,藉由以下实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明半芳香族聚酯酰胺的反应机理如下(合成工艺流程图请见图1):
其中,a=2~12,m=1~5,x=10~200,y=10~200,z=1~20,其中x=y。
反应机理
由上述反应式可知,11-氨基十一酸的端氨基与对苯二甲酸的端羧基反应得到双端羧基的酰胺化合物,然后双端羧基的酰胺化合物的端羧基、脂肪族二元醇的端羟基、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团,这三种基团可以相互反应得到本发明所述的半芳香族聚酯酰胺。
本发明实施例所使用的原料如下:
1,4-丁二醇,选自山西三维集团股份有限公司。
1,6-己二醇,选自梯希爱上海化成工业发展有限公司。
1,10-癸二醇,选自梯希爱上海化成工业发展有限公司。
对苯二甲酸,选自北京燕山石油化工公司。
11-氨基十一酸,选自太原中联泽农化工有限公司。
2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉,选自南京科朗医药化工有限公司。
钛酸四丁酯,选自国药集团化学试剂有限公司。
实施例1:
本实施例一种半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的503.3g(2.5mol)11-氨基十一酸、830.7g(5mol)对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空5min,后通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至130℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压4小时,放气至常压,同时温度降至30℃;
(3)将真空干燥后的450.6g(5mol)1,4-丁二醇、10.8g(0.05mol)2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入单体总重量的0.1%的钛酸四丁酯(1.8g)作为催化剂、加入500mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至250℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到210℃时,放气至1.6MPa,并维持压力在1.6MPa,反应4小时后,放气至常压,在250℃下继续反应4小时后,恒温持续抽真空0.1小时,反应结束,在出料时补充氮气。
反应式如下:
其中,m=1~5,x=10~200,y=10~200,z=1~20,其中x=y。
实施例2:
本实施例一种半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的1006.6g(5mol)11-氨基十一酸、830.7g(5mol)对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空5min,后通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至160℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压0.5小时,放气至常压,同时温度降至35℃;
(3)将真空干燥后的871.4g(5mol)1,10-癸二醇、216.2g(1mol)2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入单体总重量的2%的钛酸四丁酯(58.5g)作为催化剂、加入500mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至270℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到210℃时,放气至1.6MPa,并维持压力在1.6MPa,反应0.5小时后,放气至常压,在270℃下继续反应0.5小时后,恒温持续抽真空2小时,反应结束,在出料时补充氮气。
反应式如下:
其中,m=1~5,x=10~200,y=10~200,z=1~20,其中x=y。
实施例3:
本实施例一种半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的603.9g(3mol)11-氨基十一酸、830.7g(5mol)对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空5min,后通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至140℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压2小时,放气至常压,同时温度降至30℃;
(3)将真空干燥后的590.9g(5mol)1,6-己二醇、54.1g(0.25mol)2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入单体总重量的0.5%的钛酸四丁酯(10.4g)作为催化剂、加入500mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至265℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到210℃时,放气至1.6MPa,并维持压力在1.6MPa,反应1小时后,放气至常压,在265℃下继续反应1小时后,恒温持续抽真空1小时,反应结束,在出料时补充氮气。
反应式如下:
其中,m=1~5,x=10~200,y=10~200,z=1~20,其中x=y。
实施例4:
本实施例一种半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的704.6g(3.5mol)11-氨基十一酸、830.7g(5mol)对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空5min,后通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至150℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压1小时,放气至常压,同时温度降至30℃;
(3)将真空干燥后的590.9g(5mol)1,6-己二醇、64.9g(0.3mol)2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入单体总重量的0.6%的钛酸四丁酯(13.1g)作为催化剂、加入500mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至255℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到210℃时,放气至1.6MPa,并维持压力在1.6MPa,反应2小时后,放气至常压,在255℃下继续反应2小时后,恒温持续抽真空0.3小时,反应结束,在出料时补充氮气。
反应式同实施例3。
实施例5:
本实施例一种半芳香族聚酯酰胺的合成方法,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的805.2g(4mol)11-氨基十一酸、830.7g(5mol)对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空5min,后通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至145℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压1.5小时,放气至常压,同时温度降至30℃;
(3)将真空干燥后的590.9g(5mol)1,6-己二醇、86.5g(0.4mol)2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入单体总重量的0.7%的钛酸四丁酯(16.2g)作为催化剂、加入500mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至260℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到210℃时,放气至1.6MPa,并维持压力在1.6MPa,反应1.5小时后,放气至常压,在260℃下继续反应1.5小时后,恒温持续抽真空0.5小时,反应结束,在出料时补充氮气。
反应式同实施例3。
本实施例制备得到的半芳香族聚酯酰胺的非等温结晶熔融曲线图如图2所示,图中显示了该半芳香族聚酯酰胺的熔融峰的峰温(即熔融温度)为240.14℃。
以下为实施例1-5的原料组成一览表。
表1 实施例1-5的原料组成一览表
将上述实施例制备得到的半芳香族聚酯酰胺进行以下性能测试:
拉伸性能:按GB/T1040-2006标准测试,拉伸速率50mm/min。
冲击性能:按GB/T1843-2008标准测试,样条厚度为3.2mm。
吸水率:按GB/T1034-2008标准测试,试片厚度2mm。
特性粘度:按GB/T1632-2008标准测试,溶剂浓硫酸。
玻璃化转变温度:按GB/T19466.2-2004标准测试。
熔融温度:按GB/T19466.3-2004标准测试。
性能测试结果如表2所示。
表2 实施例1-5的半芳香族聚酯酰胺的性能一览表
实施例1与实施例5相比,实施例1的脂肪族二元醇为1,4-丁二醇,而实施例5的脂肪族二元醇为1,6-己二醇,所以实施例1的结构单元的碳链相较于实施例5的要短,其酰胺键密度也较实施例5的要高,并且,其加入的2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、催化剂钛酸四丁酯较实施例5的要少,从表2中可以看出,实施例1的半芳香族聚酯酰胺的拉伸强度、吸水率、玻璃化转变温度、熔融温度要高于实施例5的,而缺口冲击强度、特性粘度要低于实施例5的。
实施例2与实施例5相比,实施例2的脂肪族二元醇为1,10-癸二醇,而实施例5的脂肪族二元醇为1,6-己二醇,所以实施例1的结构单元的碳链相较于实施例5的要长,其酰胺键密度也较实施例5的要低,但是,其加入的2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、催化剂钛酸四丁酯较实施例5的要多,从表2中可以看出,实施例2的半芳香族聚酯酰胺的缺口冲击强度、特性粘度、玻璃化转变温度、熔融温度要高于实施例5的,而拉伸强度要低于实施例5的。
实施例3~5为调整11-氨基十一酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、钛酸四丁酯的添加量,从表2中可以看出,随着11-氨基十一酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、钛酸四丁酯的添加量增加,半芳香族聚酯酰胺的拉伸强度、缺口冲击强度、特性粘度、玻璃化转变温度、熔融温度逐渐增加,而吸水率则逐渐降低。其中,实施例5的半芳香族聚酯酰胺的综合性能最佳。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一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。
2.根据权利要求1所述的半芳香族聚酯酰胺,其特征在于,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1:1:0.6~0.8:0.05~0.08。
3.根据权利要求1所述的半芳香族聚酯酰胺,其特征在于,所述半芳香族聚酯酰胺的特性粘度为0.7~1.0dL/g,玻璃化温度Tg≥98℃,熔融温度Tm为235~245℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的半芳香族聚酯酰胺,其特征在于,所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的半芳香族聚酯酰胺,其特征在于,所述脂肪族二元醇选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇或1,10-癸二醇中的一种或一种以上的混合物。
6.一种权利要求1~4任一项所述的半芳香族聚酯酰胺的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,抽真空3~10min,后通惰性气体3~10min,如此循环5~10次,使反应物处于惰性气体保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.1~0.5MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至130~160℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为0~100r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压0.5~4小时,放气至常压,同时将搅拌式聚合反应器的温度降至25~40℃;
(3)将真空干燥后的脂肪族二元醇与2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的搅拌式聚合反应器中,同时加入钛化合物和适量的水;然后抽真空3~10min,通惰性气体3~10min,如此循环5~10次,使反应物处于惰性气体保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.1~0.5MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至250~270℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为0~100r/min,其中,当搅拌式聚合反应器的温度达到210℃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℃下继续反应0.5~4小时后,恒温持续抽真空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氩气中的一种;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;所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的一种或一种以上的混合物;所述钛化合物选自钛酸四丁酯、异丙基钛酸酯、丙基钛酸酯、丙烯基钛酸酯中的一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求6所述的半芳香族聚酯酰胺的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中,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,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至140~150℃,并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min后,在自身压力的条件下对反应物保温保压1~2小时,放气至常压,同时将搅拌式聚合反应器的温度降至30~35℃;
(3)将真空干燥后的脂肪族二元醇与2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉加入到步骤(2)中的反应器中,同时加入钛化合物和适量的水;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,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(4)将搅拌式聚合反应器密闭加热至255~265℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min,其中,当搅拌式聚合反应器的温度达到210℃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℃下继续反应1~2小时后,恒温持续抽真空0.3~1小时,反应结束,在出料时补充氮气;
上述步骤中,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)-二恶唑啉的摩尔比为1:1:0.6~0.8:0.05~0.08;所述脂肪族二元醇选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇中的一种或一种以上的混合物;所述钛化合物为钛酸四丁酯。
8.根据权利要求6或7所述的半芳香族聚酯酰胺的合成方法,其特征在于,所述钛化合物的加入量为单体总重量的0.1~2%;所述单体为脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉。
9.根据权利要求8所述的半芳香族聚酯酰胺的合成方法,其特征在于,所述钛化合物的加入量为单体总重量的0.3~1%。
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