CN107915833B - 一种纤维级生物基聚酯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维级生物基聚酯及其制备方法，制备方法：以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、微交联预缩聚反应和终缩聚反应制得纤维级生物基聚酯；微交联预缩聚反应是指在预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体生成具有支化结构的预聚体的反应。最终制得的纤维级生物基聚酯粘度为0.65～1.25dl/g，聚合度为100～150，分子量分布指数为1.05～1.25。本发明的制备方法，大大降低了缩聚反应的停留时间，降低了能耗与物耗，减低终缩聚反应过程造成的热降解，同时提升了聚酯品质，极具经济效益；本发明的产品，品质高、粘度高、分子量大且其分子量分布集中，极具应用前景。
Description
技术领域
本发明属于聚酯制备领域，具体涉及一种纤维级生物基聚酯及其制备方法。
背景技术
生物基材料是指以可再生资源为原料，通过生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物质合成材料、生物质再生材料和基础化工原料。生物基材料目前主要用于生产塑料、纤维、尼龙和橡胶等，具有原料可再生、生物可降解、加工生产过程生成的有害物少等特点。生物基材料是现代生物制造产业发展的重点，也是社会经济绿色增长的重大产业方向。生物基材料的规模化发展，将降低化工材料工业对化石资源的依赖，有利于环境改善与经济协调发展，对于加快培育战略性新兴产业、促进我国石油化工材料转型升级、推动绿色经济增长、促进农工融合与城镇化建设具有重大意义。
但目前广泛使用的生物基高分子材料在纤维成形领域应用受到一定限制，特别是某些应用性要求高的领域。归其原因生物基高分子材料在合成过程中由于生物基单体结构稳定性差导致其聚合难于控制聚合物的分子量无法达到纺丝级别要求，迫切需要通过合成技术，提高其综合性能，满足要求。以生物基2,5-呋喃二甲酸为例，其分子结构中含有芳香环，与对苯二甲酸(PTA)在化学结构十分相似，通过与二元醇反应可以合成线性高分子。生物基2,5-呋喃二甲酸被认为是石油基单体PTA的理想替代品。相比较脂肪类聚合物，生物基2,5-呋喃二甲酸用于合成生物基高分子材料可有效提高其耐热性能和机械性能。但生物基2,5-呋喃二甲酸含有呋喃环结构在高温条件下容易老化降解，导致制备的生物基聚酯颜色深、粘度在0.50dl/g范围内，无法满足纤维加工要求。
为克服生物基聚酯的以上缺陷，国内外专家学者对其进行诸多相关研究。
专利CN101899145B公开了一种2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，采用酯化、缩聚两步法，整个制备过程反应历时14～32h，远超出现有的聚酯制备时间，最终形成聚合度为100～500的2,5-呋喃二甲酸基聚酯，该聚酯分子量已达到纺丝要求，但是该方法制备过程较长，生物基2,5-呋喃二甲酸含有呋喃环结构在高温条件下容易老化降解，对聚酯颜色及粘度有较大影响，无法满足纤维加工要求。
专利CN106243331A公开了一种聚呋喃二甲酸乙二醇酯的制备方法，通过引入新型的含氮催化剂实现分子量的增加，解决产物色泽严重等问题。但是所采用的含氮催化剂主要为含氮的烯烃类及含胺类等化合物为主，虽满足了聚酯聚合过程中的稳定剂要求，但是所制备的聚酯在热加工过程中如熔融纺丝更高温度条件下会发生热降解等造成纤维的品质严重下降的问题。
专利CN102516513B公开了一种低黄变2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制备方法，以生物质原料的2,5-呋喃二甲酸和二元醇为单体，通过溶液缩聚制备2,5-呋喃二甲酸基聚酯。该制备方法简单、反应条件温和，避免了熔融缩聚引发聚酯老化降解黄变。但所采用的溶液缩聚试剂为四氯乙烷化学试剂，有毒、有刺激性，受高热会分解产生有毒的腐蚀性烟气危险性，同时反应结束后回收成本较高。
因此，开发一种粘度高、品质好且安全环保的纤维级生物基聚酯及其制备方法极具现实意义。
发明内容
发明的目的是为了克服上述现有技术中存在粘度低、聚酯颜色深及工艺不环保的问题，提供了一种粘度高、品质好且安全环保的纤维级生物基聚酯及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种纤维级生物基聚酯，粘度为0.65～1.25dl/g，本发明的纤维级生物基聚酯的粘度远高于现有技术制备的纤维级生物基聚酯的粘度，主要原因是本发明通过在缩聚反应过程中引入具有多羟基结构的单体实现了缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种纤维级生物基聚酯，纤维级生物基聚酯的聚合度为100～150，分子量分布指数为1.05～1.25，本发明的纤维级生物基聚酯的分子量较大且分布较为均匀，满足了纺丝加工成纤的要求。
本发明还提供制备如上所述的一种纤维级生物基聚酯的方法，以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、微交联预缩聚反应和终缩聚反应制得纤维级生物基聚酯；
所述微交联预缩聚反应是指在预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体生成具有支化结构的预聚体的反应。本发明通过在终缩聚反应加入具有支化结构的预聚体，一方面终缩聚过程中的动力学强化，缩短反应时间，减少聚酯降解；另一方面具有支化结构的预聚体相比较现有的线性结构的预聚体结构稳定，因而终缩聚反应过程造成的热降解大大减低，从而改善聚酯粘度及品质。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将生物基二元醇、生物基二元酸和催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率(二元醇与二元酸发生化学反应，生成小分子的水，当实际出水量与理论出水量的比值为酯化率)为92～96％得到酯化物；生物基二元醇与生物基二元酸混合时的摩尔比为1.1～1.5:1.0，催化剂的加入量为生物基二元酸的加入量的150～350ppm，酯化反应的温度为200～250℃，压力为0.1～0.4MPa；
酯化反应方程式如下：
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的二元醇后，加入具有多羟基结构的单体并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；具有多羟基结构的单体与酯化物混合时的摩尔比为0.0001～0.0010:1.0，多羟基结构的单体必须严格控制添加量，添加量过低无法实现预聚体的交联反应的形成，过高的添加量会使得预聚体交联度显著增加，破坏原有生物基聚酯的线性结构，无法满足熔融纺丝加工要求；微交联预缩聚反应的温度为220～260℃，微交联预缩聚反应温度是保证反应稳定进行的重要因素，过低的温度达不到微交联预缩聚反应所需要的活化能，致使多羟基结构的单体无法以化学反应的形式接入到生物基聚酯分子链中，过高的温度会使较高活性的多羟基结构的单体反应速率大大加快，甚至引起局部爆聚，影响聚合稳定性；压力为100～200Kpa，过低的压力会导致引入的多羟基结构的单体始终停留在反应物表面上方无法充分参与反应，过高的压力会导致反应能耗的大大增加；时间为1.0～2.5h，由于多羟基结构的单体具有较高的反应活性，可以在短时间内完成微交联预缩聚反应，过短的时间不利于反充分进行，过久的反应时间会导致微交联预聚体热降解副反应产生；微交联预缩聚反应的反应方程式如下：
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220～280℃，温度过低会导致反应速率大大降低，导致生物基聚酯粘度始终无法达到纤维级要求，过高的温度会导致最终产物色泽品质下降明显；压力为1～10KPa，过低的压力会导致终缩聚反应釜中不仅小分子还有生物基聚酯低聚物被抽提出造成缩聚管道的堵塞，对聚合稳定性造成极大破坏作用，过高的压力无法将小分子及时有效的抽提出，粘度增加缓慢无法得到特定的纤维级要求；时间为1.5～3.5h，过短的反应时间无法实现生物基聚酯的分子量增加到纤维级要求，过长的反应时间会导致生物基聚酯热降解副反应增加，影响品质。
终缩聚反应阶段，步骤(2)制得的具有支化型结构的预聚体经高真空条件进一步脱除小分子，粘度得到快速增加，实现终缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，降低了热降解导致的粘度降现象严重的问题。
终缩聚反应的反应方程式如下：
如上所述的方法，所述生物基二元醇为含2～10个碳原子的二元醇，所述生物基二元酸为含4～10个碳原子的二元酸。
如上所述的方法，所述生物基二元醇为生物基乙二醇、生物基丙二醇、生物基丁二醇、生物基戊二醇、生物基己二醇、生物基庚二醇、生物基辛二醇、生物基壬二醇或生物基癸二醇；所述生物基二元酸为生物基丁二酸、生物基戊二酸、生物基己二酸、生物基庚二酸、生物基辛二酸、生物基壬二酸、生物基癸二酸或呋喃二甲酸。
如上所述的方法，所述生物基二元醇具体为1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2-庚二醇、1,3-庚二醇、1,4-庚二醇、1,5-庚二醇、1,6-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,3-辛二醇、1,4-辛二醇、1,5-辛二醇、1,6-辛二醇、1,7-辛二醇、1,8-辛二醇、1,2-壬二醇、1,3-壬二醇、1,4-壬二醇、1,5-壬二醇、1,6-壬二醇、1,7-壬二醇、1,8-壬二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,3-癸二醇、1,4-癸二醇、1,5-癸二醇、1,6-癸二醇、1,7-癸二醇、1,8-癸二醇、1,9-癸二醇或1,10-癸二醇；
所述生物基二元酸具体为1,2-丁二酸、1,3-丁二酸、1,4-丁二酸、1,2-戊二酸、1,3-戊二酸、1,4-戊二酸、1,5-戊二酸、1,2-己二酸、1,3-己二酸、1,4-己二酸、1,5-己二酸、1,6-己二酸、1,2-庚二酸、1,3-庚二酸、1,4-庚二酸、1,5-庚二酸、1,6-庚二酸、1,7-庚二酸、1,2-辛二酸、1,3-辛二酸、1,4-辛二酸、1,5-辛二酸、1,6-辛二酸、1,7-辛二酸、1,8-辛二酸、1,2-壬二酸、1,3-壬二酸、1,4-壬二酸、1,5-壬二酸、1,6-壬二酸、1,7-壬二酸、1,8-壬二酸、1,9-壬二酸、1,2-癸二酸、1,3-癸二酸、1,4-癸二酸、1,5-癸二酸、1,6-癸二酸、1,7-癸二酸、1,8-癸二酸、1,9-癸二酸、1,10-癸二酸或2,5-呋喃二甲酸。
如上所述的方法，所述具有多羟基结构的单体为山梨醇和/或季戊四醇。
如上所述的方法，所述催化剂为钛系催化剂。
如上所述的方法，所述钛系催化剂为钛酸四丁酯或钛系/锑系复配型催化剂。发明机理：
目前生物基聚酯在合成过程中热降解现象严重导致其粘度较低的原因主要是由于生物基单体本身的结构特点(如呋喃二甲酸中含有的醚键)导致其热稳定性较差，在制备过程中极易发生热降解副反应。同时，由于生物基单体由发酵得到，纯度虽然很高，但是还是无法避免存在一定的杂质(杂质包括了反应活性较低的单体、单官能团单体等)，延长了反应时间，影响聚合效率。
针对以上问题，本发明以生物基二元醇、二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、微交联预缩聚反应及终缩聚反应制备得到高粘度生物基聚酯。其中微交联预缩聚反应是指在预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体生成具有支化结构的预聚体的反应，在此阶段通过控制添加量及预缩聚的反应温度、时间实现对生物基聚酯支化结构的调控。本发明一方面，通过引入多羟基的结构单体实现了终缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，降低了热降解导致的粘度降；另一方面，具有支化型结构的预聚体相比较现有的线性结构的预聚体结构稳定，因而终缩聚反应过程造成的热降解大大减低。本发明强化聚合动力学过程，缩短了聚合时间，提升了聚酯品质，最终制得了粘度为0.65～1.25dl/g，聚合度100～150，分子量分布在1.05～1.25的纤维级生物基聚酯。该聚酯可以用于纤维成形加工领域，能应用在家纺、服用等领域。
有益效果：
(1)本发明的一种纤维级生物基聚酯的制备方法，在完成酯化反应后，进行微交联预缩聚反应，将多余的二元醇真空抽除，同时补充多羟基结构的单体，形成具有支化型结构的预聚体，一方面强化了缩聚过程中的动力学，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降；另一方面，由于预聚体结构稳定，大大减低终缩聚反应过程造成的热降解；
(2)本发明的一种纤维级生物基聚酯的制备方法，大大降低了缩聚反应的停留时间，降低了能耗与物耗，同时提升了聚酯品质，极具经济效益；
(3)本发明的一种纤维级生物基聚酯，粘度高、分子量大且其分子量分布集中，完全满足短纤维工艺、POY纤维工艺、FDY纤维工艺、复合纺丝工艺的要求，力学强度好，品质高，极具应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-丙二醇、1,2-丁二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,2-丙二醇与1,2-丁二酸混合时的摩尔比为1.2:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,2-丁二酸的加入量的150ppm，酯化反应的温度为240℃，压力为0.3MPa；
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的1,2-丙二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，微交联预缩聚反应的温度为260℃，压力为100KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为230℃，压力为10KPa，时间为1.5h。
制得的纤维级生物基聚酯，粘度为0.94dl/g，本发明的纤维级生物基聚酯的粘度远高于现有技术制备的纤维级生物基聚酯的粘度，主要原因是本发明通过在缩聚反应过程中引入山梨醇实现了缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。纤维级生物基聚酯的聚合度为110，分子量分布指数为1.05。
对比例1
一种生物基聚酯的制备方法，其步骤与实施例1基本一致，不同的是步骤(2)中不加入山梨醇，即真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的1,2-丙二醇后，直接进行预缩聚反应后进行终缩聚反应，各步骤中涉及的工艺条件除终缩聚反应时间外与实施例1基本一致，经反复试验发现，当终缩聚反应时间为1.5h，最终制得的生物基聚酯分子量分布指数为1.50，粘度为0.55dl/g，当终缩聚反应时间为3.5h时，仍远不能达到纺丝的要求，生物基聚酯的分子量分布指数为1.45，粘度为0.65dl/g，粘度较低，这主要是由于终缩聚反应时间过长聚酯发生热降解导致的。将实施例1与对比例1对比可以看出，山梨醇的加入使得生物基聚酯的分子量能够满足纺丝加工的要求，且强化了缩聚反应过程中的动力学，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。
实施例2
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-丙二醇、1,3-丁二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为95％得到酯化物；1,3-丙二醇与1,3-丁二酸混合时的摩尔比为1.4:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,3-丁二酸的加入量的200ppm，酯化反应的温度为210℃，压力为0.2MPa；
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的1,3-丙二醇后，加入季戊四醇并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；季戊四醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0008:1.0，微交联预缩聚反应的温度为220℃，压力为180KPa，时间为1.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为260℃，压力为4KPa，时间为2.5h。
制得的纤维级生物基聚酯，粘度为0.65dl/g，本发明的纤维级生物基聚酯的粘度远高于现有技术制备的纤维级生物基聚酯的粘度，主要原因是本发明通过在缩聚反应过程中引入季戊四醇实现了缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。纤维级生物基聚酯的聚合度为130，分子量分布指数为1.12。
实施例3
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-丁二醇、1,4-丁二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,2-丁二醇与1,4-丁二酸混合时的摩尔比为1.1:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,4-丁二酸的加入量的180ppm，酯化反应的温度为200℃，压力为0.4MPa，；
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的1,2-丁二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为2:3)并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0005:1.0，微交联预缩聚反应的温度为230℃，压力为200KPa，时间为2.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220℃，压力为5KPa，时间为3.5h。
制得的纤维级生物基聚酯，粘度为0.73dl/g，本发明的纤维级生物基聚酯的粘度远高于现有技术制备的纤维级生物基聚酯的粘度，主要原因是本发明通过在缩聚反应过程中引入山梨醇和季戊四醇的混合物实现了缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。纤维级生物基聚酯的聚合度为100，分子量分布指数为1.13。
实施例4
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-丁二醇、1,2-戊二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为94％得到酯化物；1,3-丁二醇与1,2-戊二酸混合时的摩尔比为1.3:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,2-戊二酸的加入量的350ppm，酯化反应的温度为250℃，压力为0.3MPa；
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的1,3-丁二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为1:1)并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0010:1.0，微交联预缩聚反应的温度为250℃，压力为130KPa，时间为2.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为250℃，压力为1KPa，时间为2.0h。
制得的纤维级生物基聚酯，粘度为0.96dl/g，本发明的纤维级生物基聚酯的粘度远高于现有技术制备的纤维级生物基聚酯的粘度，主要原因是本发明通过在缩聚反应过程中引入季戊四醇实现了缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。纤维级生物基聚酯的聚合度为105，分子量分布指数为1.20。
实施例5
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,4-丁二醇、1,3-戊二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为96％得到酯化物；1,4-丁二醇与1,3-戊二酸混合时的摩尔比为1.5:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,3-戊二酸的加入量的300ppm，酯化反应的温度为220℃，压力为0.1MPa；
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的1,4-丁二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，微交联预缩聚反应的温度为260℃，压力为190KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为280℃，压力为8KPa，时间为3.0h。
制得的纤维级生物基聚酯，粘度为1.02dl/g，本发明的纤维级生物基聚酯的粘度远高于现有技术制备的纤维级生物基聚酯的粘度，主要原因是本发明通过在缩聚反应过程中引入山梨醇实现了缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。纤维级生物基聚酯的聚合度为150，分子量分布指数为1.25。
实施例6～13
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤同实施例1，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的纤维级生物基聚酯的粘度、聚合度和分子量分布指数，具体如下：
实施例14～21
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤同实施例2，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的纤维级生物基聚酯粘度、聚合度和分子量分布指数，具体如下：
实施例22～29
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤同实施例3，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的纤维级生物基聚酯粘度、聚合度和分子量分布指数，具体如下：
实施例30～36
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤同实施例4，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的纤维级生物基聚酯粘度、聚合度和分子量分布指数，具体如下：
实施例37～44
一种纤维级生物基聚酯的制备方法，具体步骤同实施例5，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的纤维级生物基聚酯粘度、聚合度和分子量分布指数，具体如下：
Claims (8)
1.制备一种纤维级生物基聚酯的方法，其特征是：具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将生物基二元醇、生物基二元酸和催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92～96％得到酯化物；生物基二元醇与生物基二元酸混合时的摩尔比为1.1～1.5:1.0，催化剂的加入量为生物基二元酸的加入量的150～350ppm，酯化反应的温度为200～250℃，压力为0.1～0.4MPa；
(2)微交联预缩聚反应；
真空抽除步骤(1)的酯化物中多余的二元醇后，加入具有多羟基结构的单体并混合均匀后进行微交联预缩聚反应得到具有支化结构的预聚体；具有多羟基结构的单体与酯化物混合时的摩尔比为0.0001～0.0008:1.0，微交联预缩聚反应的温度为220～260℃，压力为100～200KPa，时间为1.0～2.5h；所述具有多羟基结构的单体为山梨醇和/或季戊四醇；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220～280℃，压力为1～10KPa，时间为1.5～3.5h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物基二元醇为含2～10个碳原子的二元醇，所述生物基二元酸为含4～10个碳原子的二元酸。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生物基二元醇为生物基乙二醇、生物基丙二醇、生物基丁二醇、生物基戊二醇、生物基己二醇、生物基庚二醇、生物基辛二醇、生物基壬二醇或生物基癸二醇；所述生物基二元酸为生物基丁二酸、生物基戊二酸、生物基己二酸、生物基庚二酸、生物基辛二酸、生物基壬二酸、生物基癸二酸或呋喃二甲酸。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生物基二元醇具体为1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2-庚二醇、1,3-庚二醇、1,4-庚二醇、1,5-庚二醇、1,6-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,3-辛二醇、1,4-辛二醇、1,5-辛二醇、1,6-辛二醇、1,7-辛二醇、1,8-辛二醇、1,2-壬二醇、1,3-壬二醇、1,4-壬二醇、1,5-壬二醇、1,6-壬二醇、1,7-壬二醇、1,8-壬二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,3-癸二醇、1,4-癸二醇、1,5-癸二醇、1,6-癸二醇、1,7-癸二醇、1,8-癸二醇、1,9-癸二醇或1,10-癸二醇；
所述生物基二元酸具体为1,2-丁二酸、1,3-丁二酸、1,4-丁二酸、1,2-戊二酸、1,3-戊二酸、1,4-戊二酸、1,5-戊二酸、1,2-己二酸、1,3-己二酸、1,4-己二酸、1,5-己二酸、1,6-己二酸、1,2-庚二酸、1,3-庚二酸、1,4-庚二酸、1,5-庚二酸、1,6-庚二酸、1,7-庚二酸、1,2-辛二酸、1,3-辛二酸、1,4-辛二酸、1,5-辛二酸、1,6-辛二酸、1,7-辛二酸、1,8-辛二酸、1,2-壬二酸、1,3-壬二酸、1,4-壬二酸、1,5-壬二酸、1,6-壬二酸、1,7-壬二酸、1,8-壬二酸、1,9-壬二酸、1,2-癸二酸、1,3-癸二酸、1,4-癸二酸、1,5-癸二酸、1,6-癸二酸、1,7-癸二酸、1,8-癸二酸、1,9-癸二酸、1,10-癸二酸或2,5-呋喃二甲酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂为钛系催化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钛系催化剂为钛酸四丁酯或钛系/锑系复配型催化剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维级生物基聚酯的粘度为0.65～1.25dl/g。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，纤维级生物基聚酯的聚合度为100～150，分子量分布指数为1.05～1.25。
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