[发明专利]利用环糊精提高聚碳酸亚丙酯热稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域的方法，具体来说，涉及的是一种利用环糊精提高聚碳酸亚丙酯热稳定性的方法。

背景技术

聚碳酸亚丙酯是利用二氧化碳和环氧丙烷聚合而成的一种新型高分子材料。该类材料的大规模生产实现了温室气体二氧化碳的再利用，减少了对能源材料烃的消耗，降低了生产成本。聚碳酸亚丙酯是一种全新的可生物降解塑料，对环境友好、无污染。此外，由于聚碳酸亚丙酯具有良好的低温柔顺性、阻气性和透明性等，使其可用作药物缓释体系的载体、薄膜包装材料、固体电解质、无机填料表面处理剂等。但由于聚碳酸亚丙酯自身较差的热稳定性，严重影响其在各领域中的实际应用。

经对现有技术的文献检索发现，物理共混改性是提高聚碳酸亚丙酯热稳定性的主要方法，即添加其它组分到基体聚碳酸亚丙酯中，在加热状态下进行机械共混，形成两相或多相共混体系。如X.C.Ge等在《Journal of Applied PolymerScience》(应用聚合物科学，2006年第99卷，第782页至第787页，“Fabricationand Characterization of Biodegradable Poly(propylene Carbonate)/WoodFlour Composites”可生物降解的聚碳酸亚丙酯/木质粉共混体系的制备和表征)中报道了将木质粉与聚碳酸亚丙酯在150℃下熔融共混，得到两相共混体系，由于二者间存在氢键相互作用，使得木质粉作为填充物能较好地分散在基体聚碳酸亚丙酯中，从而提高了聚碳酸亚丙酯的热稳定性。但是，采用以上方法得到的共混体系在一定条件下，如受热、pH等的影响，填充物与基体的氢键相互作用可能被破坏，导致出现相分离，从而影响到该产物的性能。此外，聚碳酸亚丙酯在高温共混时容易发生热降解。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种生产工艺简单、成本低廉的利用环糊精提高聚碳酸亚丙酯热稳定性的方法，将环糊精与聚碳酸亚丙酯在较低温度下通过固相机械共混搅拌形成主客体相互作用的内含复合物，即聚碳酸亚丙酯的分子链穿入环糊精的空腔形成稳定的超分子体系，从而提高聚碳酸亚丙酯热稳定性。该产品可应用于生物降解包装材料、药物释放载体、固体电解质、无机填料表面处理剂等领域。

本发明是通过以下技术来实现的，所用原料为环糊精和聚碳酸亚丙酯，包括如下步骤：

步骤a：将聚碳酸亚丙酯和环糊精机械搅拌。

步骤b：将步骤a的产物用去离子水洗涤抽滤，除去未复合的环糊精。

步骤c：将步骤b的固体产物置于真空条件下烘焙。

步骤a中，所述的聚碳酸亚丙酯与环糊精的质量比为10:1-1:1。

步骤a中，聚碳酸亚丙酯为粒度小于等于500μm的颗粒状固体或粉末。

步骤a中，所述的环糊精，是指α环糊精、β环糊精和γ环糊精中的一种。

步骤a中，所述的机械搅拌，其温度为40℃-140℃。

步骤a中，所述的机械搅拌，其时间为48小时。

步骤b中，所述的洗涤抽滤，其次数至少为2次。

步骤c中，所述的真空条件下烘焙，其温度为40℃-80℃。

步骤c中，所述的真空条件下烘焙，其时间为24小时。

环糊精分子具有疏水空腔，能被线性的聚碳酸亚丙酯分子穿入形成准聚轮烷结构，体系的刚性有所增加。聚碳酸亚丙酯分子穿入环糊精的疏水空腔后，链上受热易发生断裂的碳酸酯键受到空腔的保护变得稳定。此外，当环糊精的含量增加时，由于存在氢键协同相互作用，环糊精之间进行规整堆积，形成了环糊精和聚碳酸亚丙酯的内含结晶复合物。这些因素都促使聚碳酸亚丙酯的热稳定性有所提高。

本发明所制备得到的产物经WAXD、固体¹³C-NMR、DSC、TGA和FTIR进行了表征，证明了本方法的可行性。

本发明工艺简单，成本较低，形成的环糊精与聚碳酸亚丙酯的内含复合物玻璃化转变温度相比于纯聚碳酸亚丙酯提高了5-10℃，该产品可用于生物降解包装材料、药物释放载体、固体电解质、无机填料表面处理剂等领域。

附图说明

图1为β环糊精与聚碳酸亚丙酯共混搅拌产物WAXD图。

图2.为β环糊精与聚碳酸亚丙酯共混搅拌产物DSC图。

图3为β环糊精与聚碳酸亚丙酯共混搅拌产物TGA图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1