[发明专利]一种采用反应挤出制备接枝共聚物方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种采用反应挤出制备接枝共聚物方法，接枝完的聚合物的热稳定性，玻璃化转变温度及耐溶剂性得到改善。属于聚合物接枝聚合领域。

背景技术：

环氧化合物/二氧化碳(CO₂)共聚制备的聚碳酸酯，是一种具有可生物降解的聚合物材料，在包装材料领域、生物医用材料等领域具有广泛的潜在应用前景。然而由于聚合物链间作用力比较小，导致材料的耐热性、力学性能不佳。因此这类环氧化合物/CO₂共聚物的直接应用存在很大的困难。

为了改善环氧化合物/CO₂共聚物的性能，能够达到应用的目的，研究者做了大量的工作。目前常用的方式有通过加入第三单体参与共聚反应来进行化学改性，这种方法可以聚合物链的结构，从而调控其性能，不过这常会导致聚合反应困难；另外一个方法就是通过熔融共混进行改性。熔融共混改性是一种更为经济、环保和高效的方法，既可省却溶液反应过程中聚合物分离和溶剂回收等步骤和费用，减少环境污染；又可在现成的设备如流变仪、挤出机中进行，生产效率高，因此近年来熔融共混改性收到了人们的关注。例如，Pang等人(J Appl Polym Sci,2008,107:2854)用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)与聚碳酸亚丙酯(PPC)简单共混得到延展性好的PPC/PBC复合材料；与PPC相比，PPC/PBC复合材料的热失重温度提高了30～60℃。富露祥等人(塑料工业,2006,34(11):14～16)利用机械共混法制备了完全生物降解聚乳酸(PLA)/PPC合金材料,PPC的加入赋予了体系很好的韧性。Meng等人(Polym.Eng.Sci.，2007，47：174～180)用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)与PPC在170℃下简单熔融共混，发现EVOH的加入明显提高了PPC的5％失重温度和最大热失重速率温度。Ge等人(Polym.Eng.Sci.，2004，44：2134～2140)用未改性的廉价玉米淀粉与PPC共混改性，开发了一种全降解、具有价格优势、力学性能好的复合材料。以上对PPC进行改性都是简单机械共混，其中没有化学作用。而我们通过反应挤出对二氧化碳与环氧化合物基共聚物进行改性，得到的是接枝共聚物，这样制得接枝共聚物与未改性的共聚物相比，其抗溶剂性，耐热性及其力学性能都有所改善，拓宽了其应用范围。利用反应挤出进行聚合物的改性，操作简单，后处理容易，其发展前景十分广阔，引起了人们的极大兴趣。

发明内容

本发明的目的是进一步提高含有不饱和聚酯链段的二氧化碳-环氧化合物的三元共聚物的玻璃化转变温度和热稳定性和改善聚合物的抗溶剂性和力学性能。本发明提供了一种高效接枝共聚物及其制备方法。该方法通过选择合适的单体，在合适的自由基引发剂的作用下与三元共聚物在反应挤出中进行接枝共聚反应。这样制得接枝共聚物的溶剂性，耐热性及其力学性能都有所改善，拓宽了其应用范围。该技术具有工艺简单，污染小，便于大规模生产的优点。

本发明的技术方案为：

一种采用反应挤出制备接枝共聚物方法，包括以下步骤:

在65～150℃、30～50r/min转速搅拌下，将混合均匀的含有不饱和聚酯链段的二氧化碳-环氧化合物的三元共聚物、接枝单体和引发剂一次性加入到哈克流变仪内进行接枝反应，反应10～30min后，将反应产物经甲醇浸泡后过滤，把固体产物干燥好，得到接枝好的聚合物；

所述的物料配比为质量比三元共聚物：接枝单体：引发剂＝100：0.1～50：0.01～10；优选的质量比为三元共聚物：接枝单体：引发剂＝10：0.1～5：0.01～0.1。

所述的引发剂为过氧化物类自由基聚合引发剂或偶氮类自由基聚合引发剂。

所述过氧化物类引发剂为：过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、异丙苯过氧化氢、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化二氧化酸(双-2-苯氧乙基酯)、过氧化二碳酸二(2-乙基乙酯)、过氧化二碳酸二异丙酯或过氧化甲乙酮。

所述偶氮类引发剂为：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮苯、偶氮二甲酸二叔丁酯、偶氮二甲酸二乙酯、偶氮二异戊腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环乙基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐或偶氮二氰基戊酸。

所述的接枝单体为(甲基)丙烯酸酯类单体或乙烯基类单体。