CN107056611B - 一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107056611B
CN107056611B CN201710208182.5A CN201710208182A CN107056611B CN 107056611 B CN107056611 B CN 107056611B CN 201710208182 A CN201710208182 A CN 201710208182A CN 107056611 B CN107056611 B CN 107056611B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasticizer
polyester
pbat
formula
improved
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710208182.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107056611A (zh
Inventor
解孝林
李凯
王勇
周兴平
李晓静
薛志刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201710208182.5A priority Critical patent/CN107056611B/zh
Publication of CN107056611A publication Critical patent/CN107056611A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107056611B publication Critical patent/CN107056611B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/14Preparation of carboxylic acid esters from carboxylic acid halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/02Preparation of carboxylic acid amides from carboxylic acids or from esters, anhydrides, or halides thereof by reaction with ammonia or amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C233/00Carboxylic acid amides
    • C07C233/01Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C233/02Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having nitrogen atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to carbon atoms of unsubstituted hydrocarbon radicals
    • C07C233/09Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having nitrogen atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to carbon atoms of unsubstituted hydrocarbon radicals with carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of an acyclic unsaturated carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C327/00Thiocarboxylic acids
    • C07C327/02Monothiocarboxylic acids
    • C07C327/04Monothiocarboxylic acids having carbon atoms of thiocarboxyl groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C327/10Monothiocarboxylic acids having carbon atoms of thiocarboxyl groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms to carbon atoms of an acyclic unsaturated carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58Preparation of carboxylic acid halides
    • C07C51/60Preparation of carboxylic acid halides by conversion of carboxylic acids or their anhydrides or esters, lactones, salts into halides with the same carboxylic acid part
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/56Crotonic acid esters; Vinyl acetic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/73Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of unsaturated acids
    • C07C69/732Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of unsaturated acids of unsaturated hydroxy carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D319/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D319/041,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes
    • C07D319/061,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes not condensed with other rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/101Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/109Esters; Ether-esters of carbonic acid, e.g. R-O-C(=O)-O-R
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17Amines; Quaternary ammonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/37Thiols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00Crosslinking
    • C08L2312/06Crosslinking by radiation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用,该增塑剂中含有极性酯键以及碳碳双键。含有酯键能够保证增塑剂分子与PBAT有很好的相容性,而且带有酯键的增塑剂能够与PBAT分子链产生很强的作用力,产生较高的增塑效果,降低加工温度。并且通过添加这种带有酯键的增塑剂,能够提高聚酯的阻隔性能。本发明提出的增塑剂还含有双键,通过添加一定含量的该种增塑剂到聚酯类化合物当中,通过紫外光或者电子束辐照等后处理手段,能够使双键之间发生聚合反应,在聚酯中形成三维网络,增加分子链之间的缠结,提高力学性能,同时也提高了其断裂伸长率。

Description

一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料加工领域,更具体地,涉及一种增强增韧聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用。
背景技术
脂肪-芳香族共聚酯具有良好的生物降解性,且热稳定性好、力学性能优良,大大改善了原有脂肪族聚酯的性能,在未来具有很好的应用前景。PBAT作为该类聚酯化合物的代表,其拉伸强度在20MPa以上,断裂伸长可以达到500%,综合性能优异,但是PBAT作为可生物降解材料,加工的时候面临加工温度范围较窄,温度较高的问题。而且PBAT薄膜的断裂伸长率不够高,加入添加剂后其力学性能下降,容易出现撕裂等方面的问题。除此之外,PBAT薄膜由于是极性的酯键连接起来的,阻隔性能并不是非常优异。尤其在农业领域,需要薄膜具有较高的保水性能,因此在应用上面面临很多问题。为解决这方面的问题,可以在加工的时候向PBAT中添加阻隔剂,比如说有机蒙脱土等阻水性物质。但是通过添加剂阻隔物质的方法会带来加工价格高,制品性能下降,透光性差等方面的缺点。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种增强增韧聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用,其目的在于通过化学合成制备一种含有酯键以及双键的增塑剂,通过向聚酯中加入该增塑剂,使聚酯具有更好的加工性能,并提高其断裂伸长率,同时由于该增塑剂中含有双键,经辐照处理后,能够显著提高聚酯的力学性能,由此解决现有技术的脂肪-芳香族共聚酯如PBAT加工困难、阻隔性不好,添加剂加入后力学性能下降、容易出现撕裂;阻隔添加剂加入后透光性不好、成本高等技术问题。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种反应型增塑剂,所述增塑剂含有酯键和碳碳双键。
优选地,所述增塑剂具有如式(一)或式(二)所示的结构:
Figure BDA0001260371960000021
其中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12和R13各自独立地为H、C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基、卤素或氨基取代的C1-C20的烷基、卤素或氨基取代的C1-C20的烷氧基或卤代烃;Y为O,S,或NH;m和n为各自独立的自然数,优选地,m、n分别为0~18的自然数。
优选地,所述增塑剂具有如式(三)、式(四)、式(五)或式(六)所示的分子结构
Figure BDA0001260371960000022
按照本发明的另一个方面,提供了一种所述的增塑剂的制备方法,将含有双键的羧酸或者酸酐酰氯化得到酰氯化合物,所述酰氯化合物与醇类化合物发生酯化反应。
按照本发明的另一个方面,提供了一种所述的增塑剂的应用,应用于聚酯类化合物的增强增韧。
优选地,所述增塑剂应用于聚酯类化合物的增强增韧时,添加所述增塑剂的质量分数为1%~50%。
优选地,添加所述增塑剂的质量分数为1%~30%。
按照本发明的另一个方面,提供了一种聚酯类化合物的增强增韧方法,包括如下步骤:
(1)将所述的增塑剂与聚酯类化合物混合均匀,得到混合物,所述混合物中所述增塑剂的质量百分数为1%~50%。
优选地,所述的增强增韧方法,还包括步骤:
(2)采用紫外光照射或者电子束辐照步骤(1)得到的混合物,即得到增强增韧后的聚酯。
优选地,采用所述紫外光照射时,紫外光的波长范围为100~300nm,照射时间为1~50min。
优选地,采用所述电子束辐照时,电子束辐照的强度为20~200kGy,辐照时间为1~20min。
按照本发明的另一个方面,提供了一种增强增韧的PBAT聚酯,所述增强增韧的PBAT聚酯包括质量分数为1%~50%所述的增塑剂,所述增塑剂用于对所述PBAT聚酯进行增强增韧。
优选地,所述的增强增韧的PBAT聚酯,与纯PBAT聚酯相比,所述增强增韧的PBAT聚酯的拉伸强度提高了5.4%~40.8%,断裂伸长率提高了13.3%~130.5%
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果。
(1)本发明提出了一种含有极性酯键以及双键的增塑剂,含有酯键能够保证增塑剂分子与PBAT有很好的相容性,而且带有酯键的增塑剂能够与PBAT分子链产生很强的作用力,产生较高的增塑效果,降低加工温度。并且通过添加这种带有酯键的增塑剂,能够提高聚酯的阻隔性能。
(2)本发明提出的增塑剂还含有双键,通过添加一定含量的该种增塑剂到聚酯类化合物当中,通过紫外光或者电子束辐照等后处理手段,能够使双键之间发生聚合反应,在聚酯中形成三维网络,增加分子链之间的缠结,提高力学性能,同时也提高了其断裂伸长率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种用于聚酯增塑增强的反应型增塑剂,其含有极性酯键和碳碳双键,比如如式(一)或式(二)所示的结构
Figure BDA0001260371960000041
其中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12和R13各自独立地为H、C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基、卤素或氨基取代的C1-C20的烷基、卤素或氨基取代的C1-C20的烷氧基或卤代烃;Y为O,S,或NH;m和n各自独立地为自然数,优选地,m、n各自独立地为0~18的自然数。
优选的增塑剂如式(三)、式(四)、式(五)和式(六)所示的分子结构:
Figure BDA0001260371960000051
本发明提供的增塑剂的制备方法,可以通过将含有双键的羧酸或者酸酐酰氯化得到酰氯化合物,然后酰氯化合物与醇类化合物发生酯化反应即可得到。
其中酰氯化合物的制备方法为:将含有双键的羧酸与氯化亚砜按照物质的量比例为1:5混合均匀后,在催化剂的作用下在90℃反应4~6h,得到所述的酰氯化合物。
含有双键的羧酸比如:丙烯酸或如式(七)、式(八)或式(九)所示的分子:
Figure BDA0001260371960000052
醇类化合物包括一元醇、一元硫醇、烷基胺或者含有羟基的内酯;一元醇例如甲醇、乙醇或异丙醇;一元硫醇比如乙硫醇;烷基胺比如正丁胺。
具体地,对于式(一)所示的增塑剂,可以通过如下方法制备得到:
(1)利用含有双键的羧酸,比如丙烯酸、2-丁烯酸,以及4-羟基-2丁烯酸(结构式如式(三)所示)与氯化亚砜在催化剂的作用下在90℃回流4~6h,得到酰氯化合物,其中羧酸与氯化亚砜的比例为1:5;
Figure BDA0001260371960000061
(2)将酰氯化合物与一元醇/一元硫醇/烷基胺等化合物反应,该类化合物可以为甲醇、乙醇、异丙醇、乙硫醇、正丁胺等,制备得到式(一)所示的增塑剂,其中酰氯与一元醇的比例为1:1,反应温度为80℃,反应时间为12h,回流,惰性气体保护。
对于式(二)所示的增塑剂,可以采用如下制备方法制备得到:
(1)利用含有双键的羧酸,比如如式(四)、式(五)、式(六)所示的三种羧酸,与氯化亚砜在催化剂的作用下在在90℃回流6h,得到酰氯化合物,其中羧酸与氯化亚砜的比例为1:5;
(2)三元醇与碳酸二甲酯在80℃条件下回流,得到含有羟基的内酯;其中三元醇可以为丙三醇,以四氢呋喃为溶剂,反应温度为80℃,回流;三元醇与碳酸二甲酯物质的量比例为1:1。
(3)将酰氯化合物与含有羟基的内酯按照物质的量比例为1:1,在惰性气体保护下80℃回流反应30h,得到目标产物。
Figure BDA0001260371960000062
本发明提供的增塑剂可应用于聚酯类化合物的增强增韧,包括增加所述聚酯类化合物的拉伸强度和断裂伸长率。
将本发明的增塑剂以1~50wt%,尤其是以1~30wt%加入到聚酯中,比如聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 中时,能产生很好的增塑效果;在通过紫外光照射或者电子束辐照等方法进行后处理,其力学强度与断裂伸长率也有很大的提升。
本发明也提供了一种聚酯类化合物的增强增韧方法,包括如下步骤:
(1)将本发明的增塑剂与聚酯类化合物混合均匀,得到混合物,所述混合物中所述增塑剂的质量百分数为1%~50%。
(2)采用紫外光照射或者电子束辐照步骤(1)得到的混合物,即得到增强增韧后的聚酯。
采用所述紫外光照射时,紫外光的波长范围优选为100~300nm,照射时间优选为1~50min;
采用所述电子束辐照时,电子束辐照的强度优选为20~200kGy,辐照时间优选为1~20min。
本发明还提供了采用本发明的反应型增塑剂对聚酯进行增韧增强的加工方法,包括如下步骤:
(1)将所述的反应型增塑剂与聚酯混合均匀,然后通过单螺杆挤出机造粒,得到混合物,所述混合物中所述增塑剂的质量百分数为1%~50%;将混合物通过双螺杆挤出机加工,制成产品;
本发明提供的这类增塑剂加入到聚酯类化合物中的加工方法解决了现有技术为为改善聚酯类化合物在加工时候加工温度过高等加工方面的缺陷。但是仅仅将增塑剂与聚酯类化合物混合仅仅能够提高材料的断裂伸长率,力学性能反而下降。为解决力学性能下降的问题,本发明利用增塑剂中含有的双键,还增加了后处理步骤,优选的后处理方法如下:
(2)采用紫外光照射或者电子束辐照步骤(1)得到的产品,即得到增强增塑后的聚酯。
采用所述紫外光照射时,紫外光的波长范围为100~300nm,照射时间为1~50min;采用所述电子束辐照时,电子束辐照的强度为20~200kGy,辐照时间为1~20min。
采用本发明的增塑剂以及增强增韧方法可以制备得到一种新的增强增韧的聚酯类化合物,其包括质量分数为1%~50%本发明所述的增塑剂,该增塑剂用于对所述聚酯类化合物如PBAT或PBT进行增强增韧。这种新的聚酯类化合物与现有的聚酯类化合物相比,具有更优的力学强度和断裂伸长率。
比如本发明实施例14使用式(三)所示的增塑剂增塑PBAT,当增塑剂含量在5%时,其断裂伸长率提高170.5%,拉升强度由降低7.9%;在30kGy强度的辐照处理5min,其力学强度提高18.7%,断裂伸长率提高125.4%。
本发明提供的增强增韧的PBAT聚酯,与纯PBAT聚酯相比,其拉伸强度提高了5.4%~40.8%,断裂伸长率提高了13.3%~130.5%
本发明提出了一种含有极性酯键以及碳碳双键的增塑剂。而PBAT等聚酯类化合物分子结构中含有大量的酯键,这样能够保证增塑剂与PBAT的相容性。而且带有酯键的增塑剂能够与PBAT分子链产生很强的作用力,产生较高的增塑效果,降低加工温度。并且通过添加这种带有酯键的增塑剂,能够一定程度上提高阻隔性能。
但是加入增塑剂面临的另外一个问题是力学性能的下降。针对该问题,本发明在引入酯键的基础上,合成了具有双键结构的增塑剂。通过添加一定含量的该种增塑剂到聚酯类化合物当中,然后通过紫外光或者电子束辐照等后处理手段,能够使双键之间发生聚合反应,在聚酯中形成三维网络,增加分子链之间的交联以及缠结,提高力学性能。同时其断裂伸长率也会有一定得提高。
以下为实施例:
实施例1
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将7.2g丙烯酸加入到250mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在40℃条件下减压蒸馏得到8.64g丙烯酰氯,丙烯酸的转化率为83%。然后将丙烯酰氯8.64g与2.66g甲醇在60℃条件下回流反应12h,得到增塑剂丙烯酸甲酯(如下式所示)。
Figure BDA0001260371960000091
实施例2
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将8.6g 2-丁烯酸加入到250mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在40℃条件下减压蒸馏得到7.95g2-丁烯酰氯,2-丁烯酸的转化率为76%。然后将甲基丙烯酰氯7.95g与3.50g乙醇在60℃条件下回流反应12h,得到增塑剂2-丁烯酸甲酯(如下式所示)。
Figure BDA0001260371960000092
实施例3
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将将10.2g 4-羟基-2丁烯酸加入到250mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在40℃条件下减压蒸馏得到8.196g4-羟基-2丁烯酰氯,4-羟基-2丁烯酸的转化率为68%。然后将4-羟基-2丁烯酰氯8.196g与4.087g异丙醇在60℃条件下回流反应12h,得到增塑剂4-羟基-2丁烯酸异丙酯(如下式所示)。
Figure BDA0001260371960000093
实施例4
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将8.6g 2-丁烯酸加入到250mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在40℃条件下减压蒸馏得到7.95g2-丁烯酰氯,2-丁烯酸的转化率为76%。然后将甲基丙烯酰氯7.95g与4.72g乙硫醇在60℃条件下回流反应12h,得到增塑剂2-丁烯酸乙硫醇酯(如下式所示)。
Figure BDA0001260371960000101
实施例5
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将7.2g丙烯酸加入到250mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在40℃条件下减压蒸馏得到8.64g丙烯酰氯,丙烯酸的转化率为83%。然后将丙烯酰氯8.64g与6.31g正丁胺在60℃条件下回流反应12h,得到丙烯酸正丁胺酯(如下式所示)。
Figure BDA0001260371960000102
实施例6
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将11.6g马来酸(式(4)所示)加入到250mL圆底烧瓶中,然后加入72mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在70℃条件下减压蒸馏得到12.39g马来酸二酰氯,马来酸的转化率为81%。
将9.2g丙三醇与9.0g碳酸二甲酯、45mL四氢呋喃加入到圆底烧瓶中,在80℃下回流12h。反应结束后,用旋转蒸发仪在30℃下减压蒸馏,得到2-羟基丙撑碳酸酯。
然后将2-羟基丙撑碳酸酯与马来酸二酰氯按照摩尔量2:1加入到烧瓶中,在N2氛围下80℃反应30h,即可得到如下式所示的增塑剂。
Figure BDA0001260371960000111
实施例7
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将12.0g式(5)所示的化合物加入到150mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后油泵在60℃条件下减压蒸馏得到11.8g酰氯化合物,转化率为85%。
将9.2g丙三醇与9.0g碳酸二甲酯、45mL四氢呋喃加入到圆底烧瓶中,在80℃下回流12h。反应结束后,用旋转蒸发仪在30℃下减压蒸馏,得到2-羟基丙撑碳酸酯。
然后将2-羟基丙撑碳酸酯与酰氯化合物按照摩尔量1:1加入到烧瓶中,在N2氛围下80℃反应30h,即可得到如下式所示的增塑剂。
Figure BDA0001260371960000112
实施例8
一种聚酯的反应型增塑剂的制备方法,按照如下步骤进行:
将8.6g式(6)所示的化合物加入到150mL圆底烧瓶中,然后加入36mL氯化亚砜,在90℃条件下用蛇形冷凝管回流反应6h。反应结束后,先在35℃下用旋转蒸发仪蒸馏出过量的氯化亚砜,然后用油泵在55℃条件下减压蒸馏得到8.8g酰氯化合物,转化率为84%。
将9.2g丙三醇与9.0g碳酸二甲酯、45mL四氢呋喃加入到圆底烧瓶中,在80℃下回流12h。反应结束后,用旋转蒸发仪在30℃下减压蒸馏,得到2-羟基丙撑碳酸酯。
然后将2-羟基丙撑碳酸酯与酰氯化合物按照摩尔量1:1加入到烧瓶中,在N2氛围下80℃反应30h,即可得到如下式所示的增塑剂。
Figure BDA0001260371960000121
实施例9
一种采用丙烯酸甲酯对PBAT进行增塑增强的加工方法,按照如下步骤进行:
将PBAT与丙烯酸甲酯按照质量比为99:1在高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为三组,标记为A、B、C。
A组不经过任何后处理,B组在100nm波长的紫外光下照射1min,C组在300nm波长的紫外光下照射50min。
将这三组样条分别做拉伸试验,与A组相比较,B组样条的拉伸强度升高21.4%,断裂伸长率升高38.9%;C组样条的拉伸强度升高33.5%,断裂伸长率升高13.3%。
实施例10
采用实施例4制备得到的增塑剂(如下式所示)对PBT进行增塑增强,按照如下方法进行:
Figure BDA0001260371960000122
将实施例4制成的增塑剂与PBT以质量比为50:50高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为三组组,标记为A、B、C。
A组不经过任何后处理,B组在辐照强度为20kGy的电子束下照射20min,C组在强度为200kGy的电子束下照射1min。
将这两组样条分别做拉伸试验,与纯PET样条A相比,B组样条的拉伸强度升高23.5%,断裂伸长率升高25.7%;C组样条的拉伸强度升高27.9%,断裂伸长率升高34.5%。
实施例11
采用实施例8制备得到的增塑剂(如下式所示)对PBAT进行增塑增强,按照如下方法进行:
Figure BDA0001260371960000131
将实施例8制成的增塑剂与PBAT以质量比为50:50高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为三组组,标记为A、B、C。
A组不经过任何后处理,B组在辐照强度为80kGy的电子束下照射10min,C组在强度为200kGy的电子束下照射5min。
将这三组样条分别做拉伸试验,与A组相比较,B组样条的拉伸强度升高40.8%,断裂伸长率升高117.5%;C组样条的拉伸强度升高53.2%,断裂伸长率升高80.5%。
实施例12
采用实施例5制备得到的增塑剂(如下式所示)对PBAT进行增塑增强,按照如下方法进行:
Figure BDA0001260371960000141
将实施例5制成的增塑剂与PBAT以质量比为10:90高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为两组,标记为A、B。
A组不经过任何后处理,B组在辐照强度为80kGy的电子束下照射10min。将这三组样条分别做拉伸试验,与A组相比较,B组样条的拉伸强度升高10.4%,断裂伸长率升高130.5%。
分别对未加增塑剂的纯的PBAT、加入增塑剂未经后处理的PBAT(A组)以及加入增塑剂且辐照处理后的PBAT(B组)分别进行红外测试,得到的红外谱图表明,加入增塑剂且经过后处理之后的B组PBAT双键的峰(波数在1641cm-1处)基本消失了。
实施例13
采用实施例5制备得到的增塑剂对PBAT进行增塑增强,按照如下方法进行:
将实施例5制成的增塑剂与PBAT以质量比为20:80高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为两组,标记为A、B。
A组不经过任何后处理,B组在辐照强度为50kGy的电子束下照射5min。
相比于纯PBAT,A组样条断裂伸长率提高124.3%,拉伸强度下降15.2%;B组样条断裂伸长率提高81.2%,拉伸强度提高13.4%。
实施例14
采用实施例5制备得到的增塑剂对PBAT进行增塑增强,按照如下方法进行:
将实施例5制成的增塑剂与PBAT以质量比为5:95高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。
对样条进行力学性能测试,其断裂伸长率提高170.5%,拉伸强度降低7.9%;在30kGy强度的辐照处理5min,拉伸强度提高18.7%,断裂伸长率提高125.4%。
实施例15
采用实施例7制备得到的增塑剂(如下图式所示)对PBAT进行增塑增强,按照如下方法进行:
Figure BDA0001260371960000151
将实施例7制成的增塑剂与PBAT以质量比为10:90高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为三组组,标记为A、B。
A组不经过任何后处理,B组在辐照强度为50kGy的电子束下照射5min。
相比于纯PBAT,A组样条断裂伸长率提高140.5%,拉伸强度下降32.4%;B组样条断裂伸长率提高95.4%,拉伸强度提高5.4%。
实施例16
采用实施例6制备得到的增塑剂(如下图式所示)对PBAT进行增塑增强,按照如下方法进行:
Figure BDA0001260371960000161
将实施例6制成的增塑剂与PBAT以质量比为30:70高混机中搅拌均匀,然后加入到单螺杆挤出机中挤出造粒,并将得到的混合物颗粒在烘箱中干燥。最后将干燥后的混合物加入到双螺杆挤出机中,通过模具制成哑铃状样条。将制成的哑铃状样条分为三组组,标记为A、B。
A组不经过任何后处理,B组在辐照强度为50kGy的电子束下照射5min。
相比于纯PBAT,A组样条断裂伸长率提高167.8%,拉伸强度下降45.9%;B组样条断裂伸长率提高120.6%,拉伸强度提高8.4%。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种聚酯类化合物的增强增韧方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将增塑剂与聚酯类化合物混合均匀,得到混合物,所述混合物中所述增塑剂的质量百分数为1%~50%;
(2)采用紫外光照射或者电子束辐照步骤(1)得到的混合物,即得到增强增韧后的聚酯;
采用所述紫外光照射时,紫外光的波长范围为100~300nm,照射时间为1~50min;
采用所述电子束辐照时,电子束辐照的强度为20~200kGy,辐照时间为1~20min;
所述聚酯类化合物为PBAT或PBT;所述增塑剂具有如式(一)、式(四)、式(五)或式(六)所示的分子结构:
Figure FDA0002399303560000011
其中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H、C1-C20的烷基或C1-C20的烷氧基;Y为O,S,或NH;m为0。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述聚酯类化合物为PBAT聚酯;与纯PBAT聚酯相比,采用该增强增韧方法使得所述PBAT聚酯的拉伸强度最高提高了5.4%~40.8%,断裂伸长率最高提高了13.3%~130.5%。
CN201710208182.5A 2017-03-31 2017-03-31 一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用 Active CN107056611B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710208182.5A CN107056611B (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710208182.5A CN107056611B (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107056611A CN107056611A (zh) 2017-08-18
CN107056611B true CN107056611B (zh) 2020-05-19

Family

ID=59602703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710208182.5A Active CN107056611B (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107056611B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112778379B (zh) * 2019-11-07 2022-10-14 华中科技大学 一种在水相溶剂中合成氘代化合物的方法
CN113817148B (zh) * 2021-09-14 2023-05-26 内蒙古农业大学 聚乳酸共聚物及其制备方法和应用、共混薄膜的制备方法
CN114605282A (zh) * 2022-03-22 2022-06-10 宿迁盛基医药科技有限公司 一种孟鲁司特钠侧链中间体的制备方法
CN114605283A (zh) * 2022-03-22 2022-06-10 宿迁盛基医药科技有限公司 一种高效制备孟鲁司特钠侧链中间体的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001192379A (ja) * 1999-10-28 2001-07-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd 1,3−ジオキサン−2−オン−5−イル(メタ)アクリレートおよびその製造方法
WO2005016865A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-24 Basf Corporation Gamma hydroxy carbamate compounds and methods of making and using the same
CN1749292A (zh) * 2005-10-18 2006-03-22 上海昊海化工有限公司 改善了表面韧性的单组分聚氨酯泡沫及其制备方法
CN102775593A (zh) * 2012-08-17 2012-11-14 中国科学院长春应用化学研究所 催化剂组合物和聚碳酸酯的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001192379A (ja) * 1999-10-28 2001-07-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd 1,3−ジオキサン−2−オン−5−イル(メタ)アクリレートおよびその製造方法
WO2005016865A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-24 Basf Corporation Gamma hydroxy carbamate compounds and methods of making and using the same
CN1749292A (zh) * 2005-10-18 2006-03-22 上海昊海化工有限公司 改善了表面韧性的单组分聚氨酯泡沫及其制备方法
CN102775593A (zh) * 2012-08-17 2012-11-14 中国科学院长春应用化学研究所 催化剂组合物和聚碳酸酯的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RN;350009-13-1;《STN REG》;20010802;第1-3页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107056611A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107056611B (zh) 一种聚酯类化合物的反应型增塑剂、其制备方法和应用
Wang et al. Tunable, UV-shielding and biodegradable composites based on well-characterized lignins and poly (butylene adipate-co-terephthalate)
CN103641922B (zh) 一种双酯化复合型淀粉制备方法
Delville et al. Solid state photocrosslinked starch based films: a new family of homogeneous modified starches
US10308748B2 (en) Lignin-containing polymers
CN107188802B (zh) 应用双酸型离子液体催化醇解聚3-羟基丁酸酯的方法
CN110105555B (zh) 支化型生物降解聚酯的制备方法
CN115746432B (zh) 一种环保型再生阻燃塑料及其制备方法
CN111978444B (zh) 一种基于有机多元酸的光固化树脂及其制备方法与应用
JPWO2006001076A1 (ja) 熱可塑性セルロース系組成物、その製造方法及びその成形品
CN115044054B (zh) 一种高性能聚酯材料成核剂的制备方法和产品及其应用
JPS61276836A (ja) セルロ−ス誘導体樹脂組成物
JP2010202844A (ja) 粘土組成物および粘土固化物
CN105440700A (zh) 一种高强韧聚乳酸基合金材料的制备方法
KR890003440B1 (ko) 수용성 필름 또는 시이트의 제조방법
CN113336666A (zh) 一种普适***联剂及其合成方法与应用
CN103059203B (zh) 一种乙酰乙酰基修饰的乙烯-乙烯醇共聚物及其制备方法
CN112048144A (zh) 一种环保塑料及其制备方法
CN115558264B (zh) 一种非反应性增容pla/pbat复合材料及其制备方法
CN114835883B (zh) 一种羧酸化微纳米纤维素基醇酸树脂及其制备方法
Nie et al. Flexible, recyclable, shape memory biomass supramolecular composite films from castor oil and ethyl cellulose
CN115772258B (zh) 一种本征型可降解生物活性聚酯的制备方法
JPS6172005A (ja) 架橋型ポリ(アクリル酸−アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル)の製造方法
CN115353610B (zh) 一种水中降解的水性环氧树脂及其制备方法
CN118165483A (zh) 一种可降解聚乳酸类树脂组合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant