[发明专利]一种环氧丙烷—二氧化碳共聚物的制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧丙烷‑二氧化碳共聚物的制备方法，特点是包括以下步骤：（1）将环氧丙烷、多元催化剂依次加入到聚合反应釜内，再将高纯二氧化碳气体通入釜内，控制压力3.0～3.5MPag，温度为70～80℃，反应3～5小时，直至物料粘度达到7×10⁵CP后，控制温度为65～70℃，反应4～5小时，直至物料粘度达到7×10⁶CP后，使物料温度降至45～55℃，即得到共聚物粗产物；（2）启动凝聚洗涤釜的搅拌器，将聚合釜内压力降到0.5MPag后，将共聚粗产物、凝聚洗涤剂送至凝聚洗涤釜搅拌均匀，凝聚洗涤混合液经液固分离，得到产物，优点是聚合反应效率高、反应副产物少、催化剂消耗低。

技术领域

本发明涉及一种环氧丙烷—二氧化碳共聚物的制备方法。

背景技术

合成二氧化碳-环氧丙烷共聚物的主要原料之一-二氧化碳，是许多工业生产领域所产生的CO₂废气，排放到大气中不仅造成了环境污染，而且也是碳资源的浪费。二氧化碳在催化剂作用下，被活化到较高的程度时，可与环氧化物等发生共聚反应，生成二氧化碳-环氧化物共聚物，经过后处理，就得到二氧化碳可降解材料。通过二氧化碳-环氧丙烷共聚物的合成可将CO₂资源固定化，这不仅开辟了新的碳资源，缓解石油化工原料的短缺，而且可以减轻因二氧化碳排放造成的生态环境破坏。另一方面，二氧化碳-环氧丙烷共聚物的完全生物降解特性，用之代替非生物降解的普通塑料，可广泛应用于包装、餐饮用具、日用杂品、一次性医疗材料、手术缝合等方面，对于解决“白色污染”具有革命性的意义。

现有的二氧化碳—环氧丙烷共聚物是通过将二氧化碳(CO₂)与环氧丙烷(PO)置于合成反应釜中，控制釜体内的温度和压力，在催化剂的作用下直接进行反应合成，此过程化学反应式如下：

nCO₂+n(CH₂)₃O＝-[O-(CO)-O(CH₂)₃-]_n

但是，到目前阶段，已报导的文献资料中均指出该反应过程复杂，过程难以控制，聚合过程放热量大，热量难以及时移走，从而导致聚合难以实现大规模生产。同时，聚合后聚合单体环氧丙烷与聚合物的分离也是工业化生产面临的巨大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应效率高、可实现大规模工业化生产的环氧丙烷—二氧化碳共聚物的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种环氧丙烷-二氧化碳共聚物的制备方法，包括以下步骤：

(1)粗产物制备

将含水量低于50ppm的环氧丙烷加入到聚合反应釜内，然后加入定量的多元催化剂，控制聚合反应釜的搅拌速度为10～70转/分，再将纯度高于99.95％的二氧化碳气体通入聚合反应釜内，控制聚合反应釜内压力为3.0～3.5MPag，然后将聚合反应釜内反应温度控制为70～80℃，持续反应3-5小时，直至聚合反应釜内料粘度达到7×10⁵CP后，然后将聚合反应温度控制为65-70℃，继续反应4～5小时，直至聚合反应釜内物料粘度达到7×10⁶CP后，使物料温度降至45-55℃，即得到环氧丙烷-二氧化碳共聚物粗产物；

(2)反应产物分离纯化

将聚合反应釜的压力降到0.5MPag后，启动凝聚洗涤釜的搅拌器，将环氧丙烷-二氧化碳共聚物粗产物送至凝聚洗涤釜，同时将凝聚洗涤剂送至凝聚洗涤釜，加入的凝聚洗涤剂使催化剂失活，终止聚合反应，同时未反应的聚合单体-环氧丙烷溶解在凝聚洗涤剂中，环氧丙烷-二氧化碳共聚物以固体颗粒形式分散在凝聚洗涤剂中，凝聚洗涤完成后，凝聚洗涤混合液经液固分离，得到固体环氧丙烷-二氧化碳共聚物。