[发明专利]一种改性聚碳酸亚内酯材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料加工领域，特别涉及一种改性聚碳酸亚内酯材料的制备方法。

背景技术

二氧化碳在自然界中分布广泛，主要存在于大气及水中，他在自然界中循环，但伴随着工业化进程的加快，二氧化碳的排放量越来越多，目前已不能形成良性循环。据统计，目前全世界每年因燃烧化石及农业生产过程产生的二氧化碳导致每年大气中净增90亿吨，导致大气中的二氧化碳的浓度每年增加1.9ppm，使之成为气候变暖的主要来源。

另一方面，目前使用的合成高分子材料大多以石油或天然气为原料合成，该类资源日趋短缺；另一方面，它们多不可降解，会造成“白色污染”。因此，可降解高分子材料的研究与开发越来越受到人们的重视。

二氧化碳脂肪族碳酸酯(APC)是由二氧化碳和环氧化合物共聚而成的类新型高分子材料，因其合成过程可消耗二氧化碳和产物的可降解性而近年来各国科学家竞相研究的焦点。聚碳酸亚丙酯(PPC)是二氧化碳脂肪族聚碳酸亚丙酯中最具应用潜力的一种高分子材料，是通过CO₂和环氧丙烷(PO)单体通过共聚和反应而合成的。是完全可降解材料之一。因此，作为一种绿色环境友好材料，PPC吸引了越来越多的关注。但是由于机械强度低和容易热分解等原因使得PPC的应用收到了诸多的限制。因此，为了使PPC具有实用性，并作为一种可代替不可降解材料如聚乙烯材料，对PPC进行改性就成为必须的工作。

由于PPC中含有近一半的二氧化碳链段，工业化后的PPC价格低廉。另一方面，PPC的合成使得二氧化碳得到固化而不是排放到大气中，PPC也被认为是一种“绿色材料”大量的PPC合成将对缓解污染中最严重的问题—二氧化碳的排放而导致的“温室效应”有积极作用。目前日本，美国、中国等国家已相继建成数百至数千吨工业化生产装置，一些更大规模的装置也开始计划建设。20世纪90年代初我国开始开展脂肪族聚碳酸酯研究，2004年内蒙古建成3000t/a生产装置，随后，江苏、吉林、河南、海南等地也相继开始建设脂肪族聚碳酸酯生产装置。目前我国在脂肪族聚碳酸酯开发和生产方面处于时间领先地位。但对PPC应用方面的报道多集中于作为功能材料方面。由于PPC不能结晶，主链含有氧原子，链段柔软，机械强度差，玻璃化转变温度低等因素是其应用范围受到限制。目前通过改性来拓宽PPC的应用范围成为研究的热点。常见的改性方法有共聚改性与共混改性。PPC改性主要有溶剂共混和熔融共混两种改性形式，由于溶剂共混程序复杂，成本较高，目前只限于实验室研究用。熔融共混是目前塑料改性最普遍的一种方法，通过机械共混可直接研究PPC的加工与应用性能。