[发明专利]一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物的共混物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物改性领域，具体涉及，一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物的共混物及其制备方法。 

背景技术

二氧化碳-环氧丙烷共聚物(PPC)是一种全降解型聚合物，由二氧化碳和环氧丙烷在催化剂的作用下制备的一种脂肪族聚碳酸酯。PPC在合成过程中可以将大于总量40wt％的二氧化碳化学固定，不仅成本低廉还具有高透明性，优良的气体阻隔性和加工性等特点，在薄膜及包装材料领域得到广泛应用。但是PPC分子呈现无定形态，使得PPC形成的材料低温脆性大，高温尺寸稳定性差、强度低、韧性差，限制了PPC在其他领域中的应用。 

为了提升PPC的应用价值，使其能够应用于更多领域，需要对其进行改性。目前利用共混其他聚合物改性PPC是主要的方法之一，包括：共混结晶性生物可降解聚合物(J.Appl.Polym.Sci.2004，92，2514-2521；J.Appl.Polym.Sci.2005，98，1427-1436)，以及共混无机粒子(中国塑料2006，20(2)：61-64)；于九皋等研究了二氧化碳-环氧丙烷共聚物/聚乳酸共混体系(J.Polym.Sci.Part B，Polym.Phys.2006，44，94-101.)，结果发现两种聚合物是部分相容的，与二氧化碳-环氧丙烷共聚物相比，共混物的屈服应力、杨氏模量及断裂应力基本随着聚乳酸含量的增加呈线性增加，却降低了体系的断裂伸长率。富露祥等则报道了共混马来酸酐酯化淀粉对二氧化碳-环氧丙烷共聚物/淀粉共混体系的影响(塑料，2008，37(3)，61-63.)。当淀粉/二氧化碳-环氧丙烷共聚物/马来酸酐酯化淀粉的质量比为20∶40∶40时，样品最大断裂伸长率为9.84％，比未加入酯化淀粉的样品(淀粉/二氧化碳-环氧丙烷共聚物质量比＝60/40)增加了近4倍，拉伸强度没有很大变化，只是杨氏模量略有下降，仍然比纯二氧化碳-环氧丙烷共聚物的断裂伸长率13.5％低，并没有起到增韧效果。 

现有技术提供的共混改性方法为增加了二氧化碳-环氧丙烷共聚物的拉伸强度、杨氏模量、屈服应力，但是其断裂伸长率仍较低，限制了PPC的应用范围。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物的共混物，大幅提高纯的二氧化碳-环氧丙烷共聚物的断裂伸长率。 

为了解决以上问题，本发明提供了一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物的共混物，包括：5wt％～15wt％的氨酯类化合物和85wt％～95wt％的二氧化碳-环氧丙烷共聚物； 

所述氨酯类化合物为式I～式VI所示的化合物中的一种： 

其中，n分别为2、4、6、10；R为甲基、乙基、丙基或丁基。 

优选的，所述二氧化碳-环氧丙烷共聚物的数均分子量为70000～150000，分子量分布指数为2.5～4.5。 

本发明还提供了一种二氧化碳-环氧丙烷共聚物的共混物的制备方法，包括： 

a)、使用非异氰酸酯法制备氨酯类化合物； 

b)、将步骤a)制备的氨酯类化合物与二氧化碳-环氧丙烷共聚物按重量比为5～15∶85～95混合，得到固体混合物； 

c)、将步骤b)得到的固体混合物进行熔融共混，得到二氧化碳-环氧丙烷共聚物的共混物； 

所述氨酯类化合物为式I～式VI所示的化合物中的一种： 

其中，n分别为2、4、6、10；R为甲基、乙基、丙基或丁基。 

优选的，所述二氧化碳-环氧丙烷共聚物的数均分子量为70000～150000，分子量分布指数为2.5～4.5。 

优选的，所述熔融混炼的温度为120℃～200℃。 

优选的，所述熔融混炼的温度为140℃～160℃。 

优选的，步骤a)具体为： 

a11)、在氮气保护下，将脂肪族二元胺与环状碳酸酯按摩尔比为2.0～3.5∶0.7～1.2混合，并在无水溶剂中溶解，得到第一混合溶液； 

a12)、在25℃～35℃下加热步骤a11)制备的第一混合溶液9～20h，发生开环加成反应，将环加成产物进行纯化，得到纯化后的产物； 

a13)、将纯化后的产物烘干，得到式I～式V所示的氨酯类化合物； 

所述二元胺为乙二胺、丁二胺、己二胺和癸二胺中的一种或多种； 

所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸环己烯酯，三亚甲基环碳酸酯、2，2-二甲基三亚甲基环碳酸酯中的一种或多种。