[发明专利]一种脂肪族聚碳酸酯交联改性的方法

说明书

一种脂肪族聚碳酸酯交联改性的方法，包括以下步骤：在催化剂作用下，以脂肪族二醇，碳酸二甲酯DMC为聚合单体，引入交联剂1,3,5‑苯三甲醇BTM，通过一锅法聚合而得；本发明制备的交联型脂肪族碳酸酯具有良好的热性能和溶胀性能，在处理环境污染领域有良好的应用前景；改变聚合反应过程中交联剂1,3,5‑苯三甲醇的加入量及聚合条件，能有效控制脂肪族聚碳酸酯的交联程度及性能，以满足不同用途的需要。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种脂肪族聚碳酸酯交联改性的方法。

背景技术

脂肪族聚碳酸酯是一种新型的生物可降解材料，主要是以脂肪族二醇和碳酸二甲酯共聚合而得，由于其生物兼容，半透明，无毒害的性质，主要应用于医药包装领域，也可作为可降解塑料使用，同时也是制备聚氨酯防水涂料的重要原料。然而脂肪族聚碳酸酯的应用一直受热性能和机械性能差的限制。因此许多方法被开发出来改善脂肪族聚碳酸酯的热性能和机械性能，以促进其规模化生产和应用。例如物理共混，三元共聚合，交联改性反应等，但物理共混不能从根本上改变脂肪族聚碳酸酯主链的柔性，并且容易出现相分离。三元共聚合反应依赖于单体和催化剂的活性，从而增加了成本。基于此，交联技术已成为一种有效改善脂肪族聚碳酸酯的热性能和机械性能的方法，尤其是得到的交联聚碳酸酯因其内部的多孔结构使其成为良好的吸附材料。它可以吸附溶剂膨胀到比原来大几倍甚至上百倍的尺寸，在工业中被常被应用为吸附材料和分离剂，实际应用于离子交换剂，尿布和分析设备（高效液相色谱），同时正被检测用于药物的传输。[RSC Adv., 2014, 4, 15602]中报道了采用一锅法合成交联型脂肪族碳酸酯的方法，是通二氧化碳、环氧化物和衣康酸酐进行三元共聚，通过一锅法聚合而得。该方法制备的聚碳酸酯热性能和机械性能虽然有所提高，但是该反应条件需在高压条件下进行，存在安全隐患，而且所得聚碳酸酯交联程度难以控制。到目前为止，尚没有通过脂肪族二醇，碳酸二甲酯为聚合单体，引入交联剂1,3,5-苯三甲醇，通过一锅法合成脂肪族聚碳酸酯的报道。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脂肪族聚碳酸酯交联改性的方法，能有效控制脂肪族聚碳酸酯的交联程度及性能，以满足不同用途的需要。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种脂肪族聚碳酸酯交联改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在催化剂作用下，以脂肪族二醇，碳酸二甲酯为聚合单体，引入交联剂1,3,5-苯三甲醇，通过一锅法聚合反应而得。

将催化剂0.05mmol，脂肪族二醇3mmol，碳酸二甲酯10mmol，1,3,5-苯三甲醇，1,3,5-苯三甲醇为脂肪族二醇摩尔质量的2.5%-10%，加入到50ml的聚合管中，充入氮气，分两步聚合，第一步于120℃，聚合9h；第二步于170-210℃，在10KPa条件下，聚合6h；乙酸和氯仿依次洗涤，真空干燥，得到交联型脂肪族聚碳酸酯。

所述的脂肪族二醇为1,4-丁二醇BD、1,5-戊二醇PD或1,6-己二醇HD。

所用的催化剂为甲醇钠、碳酸钠、氢化钠、氢氧化钠或乙酰丙酮钠。

所述的交联剂的加入量为脂肪族二醇摩尔质量的2.5%-10%。

所述的一锅法聚合反应为熔融本体聚合。

本发明的优点在于一锅法制备交联型脂肪族聚碳酸酯，反应条件温和，相对于脂肪族二醇和碳酸二甲酯共聚物，所得到的交联改性脂肪族聚碳酸酯热性能，有所提高，同时具有溶胀性能。