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1,5-戊二醇(PeDO)是一种奇数碳α,ω-二元醇,是合成聚酯、不饱和聚酯、聚氨酯的重要原料,可用于塑料、纤维、弹性体、涂料、胶黏剂等的生产。PeDO可由石油基原料合成,但由于原料来源少、合成路线长、过程复杂等原因,长期以来,PeDO产量低,应用受限,仅用作一些聚合物的次要组分或改性剂,未见以PeDO为主单体的商品化聚合物。PeDO也可由生物基原料如糠醛合成。近年来,随着糠醛和生物基PeDO的合成技术日益成熟,PeDO有望实现大规模生产,在价格和产量上更具有竞争性,这也使得戊二醇基聚酯重新引起研究者的关注。目前已有一些戊二醇基聚酯的报道,但缺乏系统研究,且或因熔点低,或因结晶性弱,或因分子量低等原因,大多不具实用性。因此,有必要探索性能更好的高分子量戊二醇基聚酯的合成及其结构-性能。本文针对以上问题,以PeDO和C4～C12二元酸、对苯二甲酸为单体,通过酯化-缩聚反应,合成了一系列高分子量的(共)聚酯,并对其结构-性能进行了较为系统的研究,为戊二醇(共)聚酯新材料的开发提供可靠的基础数据和技术支持。1.以生物基1,5-戊二醇与含有4、5、6、9、10、12个碳的脂肪族直链二元酸,通过酯化-缩聚反应,合成了 6种高分子量的戊二醇基脂肪族聚酯,研究了二元酸链长对晶体结构、热性能和力学性能的影响。除聚己二酸戊二醇酯(PPeA)由于热稳定性差、仅得到中等分子量的聚酯产品之外,其他脂肪族聚酯重均分子量均超过100,000 g/mol。所有的脂肪族聚酯都为半结晶聚合物,除二元酸链长最短的聚丁二酸戊二醇酯(PPeS)的结晶速度较慢、晶型特殊之外,其他聚酯的结晶速度快,晶体结构与聚乙烯相似。总体来说,脂肪族聚酯的结晶能力和熔点随着二元酸链长的增加而增大,但熔点受“奇-偶”效应影响,呈之字形波动。在脂肪族聚酯中,聚壬二酸戊二醇酯(PPeAz)、聚癸二酸戊二醇酯(PPeSe)、聚十二烷二酸戊二醇酯(PPeDo)的熔点在50～62℃范围内,具有良好的热稳定性,并且具有与聚乙烯和常见生物降解材料聚(己二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)相当甚至更加优异的拉伸性能,水蒸气阻隔性优于PBAT,是一类潜在可生物降解聚酯新材料。2.以生物基1,5-戊二醇和对苯二甲酸为原料,通过酯化-缩聚反应,合成了特性粘数为0.75 dL/g的芳香族聚酯PPeT。PPeT为不透明的半结晶聚合物,其熔点为132 ℃,平衡熔点为147℃。PPeT熔体结晶较慢,在10 ℃/min的降温速率下熔体结晶焓仅为4.1 J/g(结晶度2.3%),在最快熔体结晶温度75 ℃下结晶半时间仍高达8 min;但在二次升温过程中易发生冷结晶;其熔点和结晶能力均低于PET、PBT、PTT等其他常见聚对苯二甲酸二醇酯。PPeT需要在Tm+70℃的温度下保温5 min才能充分消除热历史;其自成核温度范围宽(160～200 ℃),成核慢,因而熔体结晶较慢。PPeT的热稳定性高于脂肪族聚酯。PPeT的拉伸模量、断裂强度和断裂伸长率分别为650±60MPa、21±1MPa和450±30%,表现出结晶性柔性塑料的力学特征。3.以生物基1,5-戊二醇、短链脂肪族二元酸(丁二酸或己二酸)和对苯二甲酸为原料,通过酯化-缩聚反应,合成了特性粘数在0.78～1.4dL/g之间的聚(丁二酸戊二醇酯-共-对苯二甲酸戊二醇酯)(PPeST)和特性粘数在0.58～0.66 dL/g之间的聚(己二酸戊二醇酯-共-对苯二甲酸戊二醇酯)(PPeAT)。研究了不同含量的对苯二甲酸的引入对PPeS和PPeA的分子结构、热性能、力学性能的影响。研究发现,随着对苯二甲酸的含量增加,共聚酯的玻璃化转变温度升高,熔点和结晶性先减后增;热稳定性和拉伸力学性增强。这两类共聚酯材料在室温下力学性能较差,难以单独用作材料,但由于具有优异的链柔性,有望用于脆性聚合物材料的抗冲改性剂。