WO2019095289A1 - 一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法 - Google Patents
一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法 Download PDFInfo
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- C08G69/44—Polyester-amides
Definitions
- the invention belongs to the technical field of new material synthesis, and particularly relates to a polycondensation method of a ternary copolymer of lactic acid, adipic acid and hexamethylenediamine.
- Lactic acid is widely found in humans, animals, plants, and microorganisms. Lactic acid can be divided into D-lactic acid, L-lactic acid and DL-lactic acid according to its molecular structure optical activity. Lactic acid is a widely used organic acid, which can be used in brewing, medicine, leather, cigarette, chemical, food, printing and dyeing, etc. aspect. The use of lactic acid is roughly distributed: about 20% for brewing, about 50% for food, about 10% for lactic acid derivatives, and about 20% for industrial use such as leather.
- the derivatives of lactic acid mainly include polylactic acid, which is formed by dehydration polycondensation of lactic acid.
- the object of the present invention is to prepare a lactic acid raw material into a high molecular polymer by synthesis, which has high mechanical strength and good moisture regain, and can be used for preparing films, sheets and injection molded parts, and has wide application range.
- the object of the present invention is to provide a polycondensation method of lactic acid, adipic acid and hexamethylene diamine terpolymer.
- the terpolymer prepared by the method has high mechanical strength and good moisture regain, and can be used for preparing films and sheets. Materials and injection molded parts, a wide range of applications.
- a method for polycondensation of lactic acid, adipic acid and hexamethylene diamine terpolymer comprises the following steps:
- the degree of vacuum is gradually reduced according to the degree of the reaction; the vacuum is set at 1000 Pa at the beginning of the reaction, and is set to 500 Pa after 2 hours. After the reaction is continued for 5 hours, the vacuum is set to 100 Pa, and the reaction is carried out under vacuum at 100 Pa for 3 hours. Thereafter, the vacuum was lowered to 50 Pa, and the reaction was continued for 5 hours while maintaining the temperature of 50 Pa;
- the lactic acid is one or more of L-lactic acid, D-lactic acid, D, L-lactic acid.
- the molar ratio of stannous chloride to antimony trioxide is from 0.5 to 1.5; the catalytic system is added in an amount of from 0.1 to 0.5% by weight of the raw material.
- the reaction temperature in step 3 is from 150 to 180 °C.
- the copolymer obtained by the reaction has a number average molecular weight of 25,000 to 50,000 and a molecular weight distribution of 1.2 to 1.7.
- the invention has the beneficial effects that the terpolymer prepared by the invention has high mechanical strength and good moisture regain, and can be used for preparing films, sheets and injection molded parts, and has wide application range.
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Abstract
提供了一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，包括以下步骤：将乳酸、己二酸和己二胺按重量比为（1-5）:1:1的比例加入到反应器中，同时加入催化体系，所述催化体系为氯化亚锡和三氧化二锑的复合物；反应过程中逐步降低真空度，反应过程中，保持反应温度130-190℃，反应15小时后得到共聚物。所得的三元共聚物具有较高的力学强度，回潮性好，可用于制备薄膜、片材及注塑件，应用范围广。
Description
本发明属于新材料合成技术领域，具体涉及一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法。
乳酸广泛存在于人体、动物、植物、微生物中。乳酸按其分子结构旋光性可分为D-乳酸、L-乳酸、DL-乳酸三种，乳酸是用途很广的有机酸，可用于酿造、医药、皮革、卷烟、化工、食品、印染等各方面。乳酸的用途分配大致情况：酿造用约占20％，食品用约占50％，乳酸衍生物用约占10％，皮革等工业用约占20％。乳酸的衍生物主要有聚乳酸，聚乳酸由乳酸脱水缩聚反应而成，然而聚乳酸性脆易断，回潮率低，一定程度上阻碍了其在产业上的应用。本发明的目的是把乳酸原料通过合成制备成为高分子聚合物，该高分子聚合物具有较高的力学强度，回潮性好，可用于制备薄膜、片材及注塑件，应用范围广。
发明内容
本发明的目的是提供一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，使用该方法制备的三元共聚物具有较高的力学强度，回潮性好，可用于制备薄膜、片材及注塑件，应用范围广。
本发明提供了如下的技术方案：
一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，包括以下步骤：
1)将乳酸、己二酸和己二胺按重量比为(1-5):1:1的比例加入到反应器中，同时
加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑；
2)反应过程中，根据反应的程度逐步降低真空度；反应一开始真空设定在1000Pa，2小时后设定为500Pa，继续反应5小时后设定真空100Pa，在真空100Pa条件下反应3小时后降低真空至50Pa，保持50Pa条件继续反应5小时；
3)反应过程中，保持反应温度130-190℃，反应15小时后得到共聚物。
优选地，乳酸为L-乳酸、D-乳酸、D,L-乳酸中的一种或多种。
优选地，氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为0.5-1.5；催化体系的添加量为原料的0.1-0.5％wt。
优选地，步骤3中的反应温度为150-180℃。
反应得到的共聚物的数均分子量25,000-50,000，分子量分布1.2-1.7。
本发明的有益效果是：使用本发明制备的三元共聚物具有较高的力学强度，回潮性好，可用于制备薄膜、片材及注塑件，应用范围广。
实施例1
10公斤L-乳酸、10公斤己二酸和10公斤己二胺加入到100L的反应釜中；反应釜抽气口连接精馏塔回流装置，同时加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑复合物40克，其中氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为1.0；反应釜温度设定为130℃，并开启搅拌，搅拌速率为30转/分钟，1000Pa保持2小时，500Pa保持5小时，100Pa保持3小时，50Pa条件保持5小时，反应15小时后得到共聚物23.5公斤。
GPC分析得出共聚物的数均分子量为28,000，分子量分布1.3。
实施例2
10公斤D-乳酸、10公斤己二酸和10公斤己二胺加入到100L的反应釜中；反应釜抽气口连接精馏塔回流装置，同时加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑复合物40克，其中氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为1.0；反应釜温度设定为140℃，并开启搅拌，搅拌速率为30转/分钟，1000Pa保持2小时，500Pa保持5小时，100Pa保持3小时，50Pa条件保持5小时，反应15小时后得到共聚物23.2公斤。
GPC分析得出共聚物的数均分子量为31,000，分子量分布1.2。
实施例3
10公斤D,L-乳酸、10公斤己二酸和10公斤己二胺加入到100L的反应釜中；反应釜抽气口连接精馏塔回流装置，同时加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑复合物40克，其中氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为1.0；反应釜温度设定为190℃，并开启搅拌，搅拌速率为30转/分钟，1000Pa保持2小时，500Pa保持5小时，100Pa保持3小时，50Pa条件保持5小时，反应15小时后得到共聚物23.0公斤。
GPC分析得出共聚物的数均分子量为29,000，分子量分布1.5。
实施例4
10公斤L-乳酸、5公斤己二酸和5公斤己二胺加入到100L的反应釜中；反应釜抽气口连接精馏塔回流装置，同时加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑复合物20克，其中氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为1.5；反应釜温度设定为150℃，并开启搅拌，搅拌速率为30转/分钟，1000Pa保持2小时，500Pa保持5小时，100Pa保持3小时，50Pa条件保持5小时，反应15小时后得到共聚物15.3公斤。
GPC分析得出共聚物的数均分子量为42,000，分子量分布1.3。
实施例5
15公斤L-乳酸、3公斤己二酸和3公斤己二胺加入到100L的反应釜中；反应釜抽气口连接精馏塔回流装置，同时加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑复合物100克，其中氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为0.5；反应釜温度设定为150℃，并开启搅拌，搅拌速率为50转/分钟，1000Pa保持2小时，500Pa保持5小时，100Pa保持3小时，50Pa条件保持4小时，反应15小时后得到共聚物16.2公斤。
GPC分析得出共聚物的数均分子量为47,000，分子量分布1.2。
实施例6
10公斤L-乳酸、3公斤己二酸和3公斤己二胺加入到100L的反应釜中；反应釜抽气口连接精馏塔回流装置。同时加入催化体系氯化亚锡和三氧化二锑复合物60克，其中氯化亚锡和三氧化二锑的摩尔比为1.2；反应釜温度设定为180℃，并开启搅拌，搅拌速率为50转/分钟，1000Pa保持2小时，500Pa保持5小时，100Pa保持3小时，50Pa条件保持4小时，反应15小时后得到共聚物12.5公斤。
GPC分析得出共聚物的数均分子量为49,000，分子量分布1.3。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
- 一种乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将乳酸、己二酸和己二胺按重量比为(1-5):1:1的比例加入到反应器中，同时加入催化体系，所述催化体系为氯化亚锡和三氧化二锑的复合物；2)反应过程中逐步降低真空度；开始反应时保持真空度在1000Pa，2小时后真空度为500Pa，继续反应5小时后真空度为100Pa，在真空100Pa条件下反应3小时后降低真空至50Pa，保持50Pa条件继续反应5小时；3)反应过程中，保持反应温度130-190℃，反应15小时后得到共聚物。
- 根据权利要求1所述的乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，其特征在于，所述乳酸为L-乳酸、D-乳酸、D,L-乳酸中的一种或多种。
- 根据权利要求1所述的乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，其特征在于，所述步骤1中所述氯化亚锡和所述三氧化二锑的摩尔比为0.5-1.5；所述催化体系的添加量为原料的0.1-0.5％(重量)。
- 根据权利要求1所述的乳酸、己二酸和己二胺三元共聚物的缩聚方法，其特征在于，所述步骤3中的反应温度为150-180℃。
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