[发明专利]一种制备聚丁二酸乙二醇酯的方法

说明书

本发明公开一种制备聚丁二酸乙二醇酯的方法，属于高分子材料领域。该方法是以马来酸酐与环氧乙烷为原料，采用由席夫碱金属配合物和季铵盐组成的双组份催化体系，经溶液聚合合成聚马来酸乙二醇酯；然后通过催化加氢的方法，将聚马来酸乙二醇酯转化为聚丁二酸乙二醇酯。本发明提出的制备方法具有反应条件温和，产物聚丁二酸乙二醇酯分子量可控，且分布窄等优点。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种制备聚丁二酸乙二醇酯的方法。

背景技术

聚烯烃由于其性能优异和价格廉价而被广泛使用。但该类型合成材料难以降解，已经成为当代造成白色污染的主要原料。因此，开发生物降解性的高分子备受世界各国重视。聚丁二酸乙二醇酯是一种具有生物降解性的高分子，力学性能与低密度聚乙烯和等规聚丙烯接近，并且其结晶性能好，方便加工。目前商品化的聚丁二酸乙二醇酯主要是由丁二酸或丁二酸二甲酯与乙二醇进行熔融缩聚或酯交换的方法合成。这两种方法都涉及高温高真空等苛刻反应条件，能耗较大且所合成的聚丁二酸乙二醇酯的分子量分布宽。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种制备聚丁二酸乙二醇酯的新方法，先通过马来酸酐与环氧乙烷交替共聚制备聚马来酸乙二醇酯，然后对其催化加氢合成聚丁二酸乙二醇酯，实现在温和条件下制备分子量可控且分子量分布窄的聚丁二酸乙二醇酯。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备聚丁二酸乙二醇酯的方法，以马来酸酐与环氧乙烷为原料，采用由席夫碱金属配合物和季铵盐组成的双组份催化体系，经溶液聚合合成聚马来酸乙二醇酯；然后通过催化加氢的方法，将聚马来酸乙二醇酯转化为聚丁二酸乙二醇酯。

聚马来酸乙二醇酯的分子量为3000～500000g/mol，分子量分布为1.1～2.5。

所采用的双组份催化体系中，席夫碱金属配合物的结构如下：

式中:

M为Co³⁺、Cr³⁺或Al³⁺；

X为Cl^-1、NO₃^-1、CH₃COO^-1、ClO₄^-1、BF₄^-1、BPh₄^-1、N₃^-1；

R¹和R²为H、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、F、Cl、Br或NO₂基团，R¹与R²相同或不同。

季铵盐选自四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四正丙基氯化铵、四正丁基氟化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三丙基氯化铵、苄基三正丁基氯化铵、苄基三正丁基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、双(三苯基正膦基)硝酸铵、双(三苯基正膦基)醋酸铵或双(三苯基正膦基)氯化铵。

席夫碱金属配合物与季铵盐的摩尔比为1:0.5～10，优选1:1。

马来酸酐与环氧乙烷摩尔比为1:1～1:10，优选1:3；环氧乙烷与席夫碱金属配合物的摩尔比为100:1～10000:1，优选900:1。

溶液聚合反应的温度为0～120℃，优选25℃，反应时间为0.1～24h，由马来酸酐的转化率而定；所采用的溶剂选自甲苯、二甲苯、三氯苯、四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿，环氧乙烷与溶剂的摩尔比为1:0.5～1:10。