本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种呋喃聚酰胺材料及其制备方法。
背景技术：
1、聚酰胺是一种大分子主链含有酰胺键的聚合物，可用于塑料或纤维，主要产品包括脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰胺。聚酰胺具有优异的力学特性、耐磨性、耐热性、耐化学药品性及易加工等特性，可广泛应用于汽车、电子电器、机械零部件等领域。
2、随着技术的进步，以聚酰胺为代表的合成材料的需求量逐步增加。然而目前，多数用于生产聚酰胺的单体主要来源于石油等不可再生化石资源，存在合成过程污染严重、环境安全隐患性大、加剧温室效应等问题。为缓解化石资源枯竭和应对复杂环境变化的问题，开发基于生物质资源而合成聚酰胺的意义重大。
3、生物质资源作为一种可再生资源，具有存量丰富、来源广泛等优越性，被认为在其整个利用周期内可实现二氧化碳的零排放，可有效减缓温室效应。2,5-呋喃二甲酸作为未来最具有发展潜力的生物基单体之一，可由糖为原料转化合成，其结构为五元芳香环，和对苯二甲酸相似，可用于深度开发呋喃基聚酰胺产品。
4、基于生物质化合物呋喃二甲酸及其衍生物与脂肪族二元胺的反应，研究人员曾利用熔融聚合、溶液聚合、界面聚合等方法，以此来合成环境友好的呋喃聚酰胺材料。目前，由于制备呋喃二甲酸单体存在技术瓶颈、合成聚酰胺过程存在脱羧和n-甲基化副反应等多种因素，市场上关于呋喃聚酰胺材料的产品极度匮乏，同时由于呋喃环特殊结构的存在，由其制备得到的呋喃脂肪族聚酰胺多为无定形、结晶性较差的聚合物，即表现为无熔点，这在一定程度上会影响材料的力学特性、耐热性等，同时给材料的加工成型带来困难。
5、综合以上分析，为应对市场变化，响应低碳环保政策的号召，不断满足人们对高性能化、多元化生物基聚酰胺的需求，开发具有熔点特性呋喃聚酰胺材料显得尤为重要。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本发明要解决的技术问题是呋喃聚酰胺结晶性差、无熔点的的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种呋喃聚酰胺材料，制备原料包括：2,5-呋喃二甲酸二甲酯、脂肪链二元胺、带有苯环结构的二元酸、成核剂和助剂；其中，所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯与所述带有苯环结构的二元酸的摩尔数之比为(7-2):(3-8)，所述脂肪链二元胺与所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯和所述带有苯环结构的二元酸两者的摩尔数之比为(1.05-1.1):1，所述成核剂与所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯、所述脂肪链二元胺、所述带有苯环结构的二元酸三者的质量之比为(0.2-0.5):100。
5、在一实施例中，所述助剂包括催化剂和抗氧剂，所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯、所述催化剂和所述抗氧剂的质量之比为100:(1-1.5):(1-1.5)。
6、在一实施例中，所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯与所述带有苯环结构的二元酸的摩尔数之比为11:1、2:3或1.5:1，所述脂肪链二元胺与所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯和所述带有苯环结构的二元酸两者的摩尔数之比为1.06:1、1.05:1或1.07:1，所述成核剂与所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯、所述脂肪链二元胺、所述带有苯环结构的二元酸三者的质量之比为0.3:100或0.4:100。
7、在一实施例中，所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯、所述催化剂和所述抗氧剂的质量之比为100:1.3:1.3、100:1.2:1.3或100:1.2:1.2。
8、在一实施例中，所述成核剂为有机成核剂，包括脂肪羧酸金属化合物、或有机磷酸盐类化合物。
9、在一实施例中，所述成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基磷酸)碱式铝。
10、在一实施例中，所述脂肪链二元胺为直链二元胺，优选为戊二胺、己二胺、或癸二胺。
11、在一实施例中，所述脂肪链二元胺为癸二胺。
12、在一实施例中，所述带有苯环结构的二元酸包括间苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸，邻苯二甲酸、或联苯二甲酸。
13、在一实施例中，所述带有苯环结构的二元酸为对苯二甲酸。
14、在一实施例中，所述催化剂包括亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、或异丙醇钛；所述抗氧剂为抗氧剂seed、或抗氧剂1010。
15、在一实施例中，所述催化剂为亚磷酸三苯酯；所述抗氧剂为抗氧剂seed。
16、在一实施例中，所述呋喃聚酰胺材料用于电子电器或机械制造领域。
17、本发明另一方面还提供了一种上述任一所述的呋喃聚酰胺材料的制备方法，用甲醇溶剂对成核剂进行分散超声处理，得到均匀的成核剂分散液；将所述成核剂分散液加入到2,5-呋喃二甲酸二甲酯、脂肪链二元胺、带有苯环结构的二元酸体系中进行熔融缩聚，获得具有熔点特性的呋喃聚酰胺材料。
18、在一实施例中，所述用甲醇溶剂对成核剂进行分散超声处理，得到均匀的成核剂分散液，包括：将成核剂分散溶解于甲醇溶剂中，在30℃下搅拌1h～2h，并在40℃～50℃条件下超声处理1h～2h，静置得到分散均匀的成核剂分散液。
19、在一实施例中，所述将所述成核剂分散液加入到2,5-呋喃二甲酸二甲酯、脂肪链二元胺、带有苯环结构的二元酸体系中进行熔融缩聚，获得具有熔点特性的呋喃聚酰胺材料，包括：将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、脂肪链二元胺、带有苯环结构的二元酸、成核剂分散液及助剂加入到聚合反应器中，密闭反应器，置换掉空气，在80℃～100℃下反应0.5h～1h，随后升温到160℃～210℃反应1.5h～2h，最后逐步升温到250℃～300℃，停留1h后进行抽真空反应2h～4h，出料切粒，得到具有熔点特性的呋喃聚酰胺材料。
20、在一实施例中，所述成核剂与所述甲醇溶剂的质量比为1:(20-50)。
21、(三)有益效果
22、本发明的上述技术方案具有如下优点：
23、本发明实施例通过对成核剂进行超声分散处理后，加入到聚合体系中，克服后期团聚的现象，起到有效的成核作用。另外将带有苯环结构的二元酸引入呋喃聚酰胺分子链上，进一步增强了链间的堆积密度，提高材料整体的结晶能力。本实施例制备得到的呋喃聚酰胺材料具有熔点，其耐热性得到改善，可用于电子电器、机械制造等领域，材料可回收再利用，低碳环保。
1.一种呋喃聚酰胺材料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述助剂包括催化剂和抗氧剂，所述2,5-呋喃二甲酸二甲酯、所述催化剂和所述抗氧剂的质量之比为100:(1-1.5):(1-1.5)。
3.根据权利要求1所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述成核剂为有机成核剂，包括脂肪羧酸金属化合物、或有机磷酸盐类化合物。
6.根据权利要求5所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基磷酸)碱式铝。
7.根据权利要求1所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述脂肪链二元胺为直链二元胺，优选为戊二胺、己二胺、或癸二胺。
8.根据权利要求7所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述脂肪链二元胺为癸二胺。
9.根据权利要求1所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述带有苯环结构的二元酸包括间苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸，邻苯二甲酸、或联苯二甲酸。
10.根据权利要求9所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述带有苯环结构的二元酸为对苯二甲酸。
11.根据权利要求2所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述催化剂包括亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、或异丙醇钛；所述抗氧剂为抗氧剂seed、或抗氧剂1010。
12.根据权利要求11所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述催化剂为亚磷酸三苯酯；所述抗氧剂为抗氧剂seed。
13.根据权利要求1所述的呋喃聚酰胺材料，其特征在于：所述呋喃聚酰胺材料用于电子电器或机械制造领域。
14.一种权利要求1-13任一所述的呋喃聚酰胺材料的制备方法，其特征在于：
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述用甲醇溶剂对成核剂进行分散超声处理，得到均匀的成核剂分散液，包括：
16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述将所述成核剂分散液加入到2,5-呋喃二甲酸二甲酯、脂肪链二元胺、带有苯环结构的二元酸体系中进行熔融缩聚，获得具有熔点特性的呋喃聚酰胺材料，包括：
17.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述成核剂与所述甲醇溶剂的质量比为1:(20-50)。
