2,5-呋喃二甲酸基聚酯的制備及擴鏈研究.pdf

1、近年來，由于生物基聚酯在原料來源、環(huán)境效益和能源消耗方面的優(yōu)勢而得到廣泛關(guān)注。2,5-呋喃二甲酸（FDCA）可通過生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化制得，F(xiàn)DCA可與二元醇反應(yīng)制備具有呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的聚酯（FDCA基聚酯），該類聚酯具有與對苯二甲酸基聚酯類似的性能。熔融縮聚法作為一種高效、經(jīng)濟的聚合方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于聚酯合成。但FDCA基聚酯中呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)易在高溫下氧化降解，使得制備的FDCA基聚酯顏色深、分子量低，所以研究制備高分子量FDCA基聚酯具有一定的

2、科學(xué)和應(yīng)用意義。
　　本文以FDCA、乙二醇（EG）和丙二醇（PDO）為原料，采用直接酯化法制備了聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯（PEF）和聚2,5-呋喃二甲酸丙二酯（PTF），研究了醇酸比、縮聚時間等條件對PEF和PTF合成反應(yīng)的影響，獲得了FDCA基聚酯的最佳合成條件；并探討了FDCA基聚酯的基本結(jié)構(gòu)和性能。在此基礎(chǔ)上，以TDI為擴鏈劑對FDCA基聚酯進行擴鏈反應(yīng)提高其分子量，探索了擴鏈方式、擴鏈溫度和擴鏈時間等條件對FDCA基聚

3、酯擴鏈反應(yīng)的影響，獲得了擴鏈反應(yīng)的最佳條件，并研究了擴鏈PEF和擴鏈PTF的基本結(jié)構(gòu)和性能。
　　在PEF的合成研究中，在醇酸比為1.8時PEF的[η]和縮聚反應(yīng)速率達到最大值，較高的醇酸比有利于酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的進行，但EG過量會發(fā)生副反應(yīng)使縮聚反應(yīng)速率和[η]降低；醇酸比和縮聚時間的增加使Tm降低，結(jié)晶能力變?nèi)酰籔EF熔融處理時的降溫速率對結(jié)晶能力具有較大影響，當(dāng)降溫速率較快時，表現(xiàn)出較低的結(jié)晶度。
　　在PTF的合成

4、研究中，PTF的[η]和縮聚反應(yīng)速率在醇酸比為1.4時達到最大值，過量的PDO使縮聚反應(yīng)逆向進行，降低了縮聚反應(yīng)程度；1,2-PDO側(cè)甲基和雜質(zhì)的存在使其與FDCA的反應(yīng)活性低于EG，同時也使PTF的熱穩(wěn)定性低于PEF；PTF合成過程中的氧化降解以及分子鏈中側(cè)甲基的存在使PTF的結(jié)晶能力很弱。
　　在FDCA基聚酯的擴鏈研究中，F(xiàn)DCA基聚酯在熔融氮氣條件下的擴鏈效果最好；對PEF和PTF的最佳擴鏈時間分別為30 min和60 m