一种含酰胺键的超支化聚酯及其制备方法与应用

本发明涉及一种超支化聚酯，具体涉及一种含酰胺键的超支化聚酯及其制备方法与应用，属于高分子化学。

背景技术：

1、聚酯是由多元醇和多元酸聚合而得的高分子聚合物，是化纤中产量最大的品种，广泛用于包装、电子、医疗、包装、发光材料、建筑、汽车等行业。聚酯是连接石化产品和多个行业产品的一个重要中间产品，聚酯工业已经成为国民经济的支柱产业之一。但是高分子量的聚酯由于分子链之间的缠绕，造成其粘度较大，加工过程较为困难。

2、超支化化合物是高度支化的高分子聚合物，具有良好的溶解性，较低的粘度，以及高流动性等特点，目前在塑料橡胶、涂料、药物载体、粘合剂、功能性材料等领域获得了广泛的应用。超支化聚酯具有分子量不易缠绕、粘度低、溶解性能良好、易成膜等特点，使其应有广阔的应用前景。但是传统的超支化聚酯具有较低的熔点和较低的热分解温度、力学性能较差等缺点，限制了其应用。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种含酰胺键的超支化聚酯及其制备方法，以克服现有技术的不足。

2、本发明的另一目的还在于提供所述含酰胺键的超支化聚酯的应用。

3、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

4、本发明提供了一种含酰胺键的超支化聚酯，它具有式i所示的结构：

5、

6、其中，y选自对苯或间苯，r1和r2均独立的选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基中的任一种，x选自o或s原子，r3、r4和r5均独立的选自烷基或芳基，m、z均为大于10的正整数，n为大于50的正整数。

7、本发明中，所述含酰胺键的超支化聚酯的特性粘度为0.4dl/g～1.5dl/g。

8、本发明还提供了一种含酰胺键的超支化聚酯的制备方法，其包括：在保护性气氛中，使包含二元酸、二元醇与催化剂的混合反应体系反应，制得所述含酰胺键的超支化聚酯；所述二元酸包括含酰胺键的二元酸与第二二元酸的组合，所述含酰胺键的二元酸具有式ii所示的结构：

9、

10、其中，y选自对苯或间苯，r1和r2均独立的选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基中的任一种，x选自0或s原子；

11、所述第二二元酸包括脂肪族二酸、芳香族二酸中的任意一种或两种的组合；

12、所述二元醇包括脂肪族二醇、芳香族二醇中的任意一种或两种的组合。

13、在一个实施例中，所述制备方法包括：使所述混合反应体系先在0.1～1mpa下升温至100～150℃反应1～3h，之后升温至150～180℃反应2～3h，最后抽真空至500pa以下，再升温至220～270℃反应1～5h，获得所述含酰胺键的超支化聚酯。

14、本发明还提供了所述含酰胺键的超支化聚酯于制备光学部件、包装材料或日用品等领域中的应用。

15、与现有技术相比，本申请至少具有以下技术效果：

16、1)本发明所制备的含酰胺键的超支化聚酯，由于含有酰胺键功能基团，改善了聚酯的热学和力学性能，同时保留了聚酯优良的抗冲击性能、较高的模量和强度，可形成分子间氢键，可提高支化聚酯的耐温性能和染色性能；并且，本发明的超支化聚酯具有分子不易缠绕、流动性好、溶解性能良好、易成膜等优点；

17、2)本发明所制备的含酰胺键的超支化聚酯，可以通过调节含酰胺键的二元酸的含量，来调节其支化程度，制备出不同支化程度的聚酯，降低了聚酯的结晶度，可用于对透明度要求较高的领域，可应用与光学部件、包装、日用品等领域；

18、3)本发明提供的含酰胺键的超支化聚酯的制备方法简单，使用常规聚合釜即可制备。

技术特征：

1.一种含酰胺键的超支化聚酯，其特征在于，所述含酰胺键的超支化聚酯具有式i所示的结构：

2.根据权利要求1所述的含酰胺键的超支化聚酯，其特征在于：所述r1、r2均独立的选自取代或未取代的直链烷基或支链烷基；优选的，所述r1、r2均独立的选自取代或未取代的c1～c6的直链烷基或支链烷基；尤其优选的，所述r1、r2均独立的选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、苯环或苯乙基中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的含酰胺键的超支化聚酯，其特征在于：所述r3来源于二元醇的主体结构，所述二元醇包括脂肪族二醇、芳香族二醇中的任意一种或两种的组合；优选的，所述二元醇包括乙二醇、丁二醇、丙二醇、己二醇、癸二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、氢化双酚a、对苯二酚双羟乙基醚、间苯二酚双羟乙基醚中的任意一种或两种以上的组合；

4.根据权利要求1所述的含酰胺键的超支化聚酯，其特征在于：所述含酰胺键的超支化聚酯的特性粘度为0.4dl/g～1.5dl/g；和/或，所述含酰胺键的超支化聚酯中酰胺键在所有功能键中的比例小于33.3％。

5.如权利要求1-4中任一项所述的含酰胺键的超支化聚酯的制备方法，其特征在于，包括：在保护性气氛中，使包含二元酸、二元醇与催化剂的混合反应体系反应，制得所述含酰胺键的超支化聚酯；所述二元酸包括含酰胺键的二元酸与第二二元酸的组合，所述含酰胺键的二元酸具有式ii所示的结构：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括：使所述混合反应体系先在0.1～1mpa下升温至100～150℃反应1～3h，之后升温至150～180℃反应2～3h，最后抽真空至500pa以下，再升温至220～270℃反应1～5h，获得所述含酰胺键的超支化聚酯。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述r1、r2均独立的选自取代或未取代的直链烷基或支链烷基；优选的，所述r1、r2均独立的选自取代或未取代的c1～c6的直链烷基或支链烷基；尤其优选的，所述r1、r2均独立的选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、苯环或苯乙基中的任意一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述含酰胺键的二元酸占二元酸总质量的5～70％，优选为5～50％；

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述二元酸与二元醇的酸醇摩尔比为1：1～1：1.2；和/或，所述二元醇包括乙二醇、丁二醇、丙二醇、己二醇、癸二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、氢化双酚a、对苯二酚双羟乙基醚、间苯二酚双羟乙基醚中的至少任意一种；

10.权利要求1-4中任一项所述的含酰胺键的超支化聚酯于制备光学部件、包装材料或日用品中的应用。

技术总结本发明公开了一种含酰胺键的超支化聚酯及其制备方法与应用。所述含酰胺键的超支化聚酯具有如下所示的结构：其中，Y选自对苯或间苯，R1和R<subgt;2</subgt;均独立的选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基中的任一种，X选自O或S原子，R<subgt;3</subgt;、R<subgt;4</subgt;和R<subgt;5</subgt;均独立的选自烷基或芳基。本发明提供的含酰胺键的超支化聚酯由于含有酰胺键功能基团，可形成分子间氢键，可提高支化聚酯的耐温性能和染色性能；并且，本发明的超支化聚酯具有分子不易缠绕、流动性好、溶解性能良好、易成膜等优点。技术研发人员：张亚杰,马中森,陆贻超受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/16