[发明专利]金属有机框架催化剂及其制法和应用

说明书

本发明属于聚合物制备技术领域，具体涉及一种金属有机框架催化剂及其制法和应用。氮气保护下，Anti—UV与金属化合物在溶剂中反应，得到金属配合物的溶液；氮气保护下，将Dye加入到金属配合物的溶液中反应，得到金属有机框架催化剂。本发明实现了抗紫外分子与热致变色分子、聚乳酸高分子链之间的共价键结合，提供了更加环保、简便的生产工艺，显著提升了抗紫外功能性聚乳酸的耐久性和各项牢度，同时该类型材料能够有效反馈由于光照造成的温度提升，进一步提升了抗紫外防护材料的功能性与多样性，满足了市场对抗紫外、热致变色双功能性聚乳酸纺织品的需要。

技术领域

本发明属于聚合物制备技术领域，具体涉及一种金属有机框架催化剂及其制法和应用。

背景技术

可再生、可生物降解聚酯材料在我国的应用越来越受到人们的重视，其中聚乳酸(Polylactic Acid，简称PLA)是目前最具创新意义的生物基高分子材料，因其在生物相容性、生物降解性、可再生等方面的良好性能得到了越来越多的关注。聚乳酸是采用可再生的玉米、小麦、木薯等淀粉为最初原料经过发酵转化乳酸，然后通过乳酸的直接缩合或通过环状二聚体(丙交酯)开环聚合(ROP)工艺制备的一类生物基高分子材料。

现有的改善聚乳酸抗紫外性能的方法是向聚乳酸中共混掺杂抗紫外无机纳米材料，虽然通过这种方法实现了聚乳酸抗紫外性能的提升，但目前采用上述方法制备得到的抗紫外聚乳酸的抗紫外性能欠佳，同时还存在着结晶性能较差的问题。

可逆热致变色材料的性能优异，因此在工业、医疗、军事等领域的潜在应用备受关注，它们通常用作工业领域的温度监测材料，还可以作为建筑节能涂料、军事设备涂层、医疗领域的温度测量材料等。

中国专利CN112812348A公开一种高耐热抗紫外聚乳酸/纳米木质素复合膜及制备方法，将纳米木质素预先与左旋丙交酯或右旋丙交酯接枝聚合制备接枝共聚物，然后再与右旋聚乳酸或左旋聚乳酸通过溶液共混，使其在界面处形成立构复合结晶，最后通过浇筑成型得到聚乳酸复合膜。该专利聚乳酸复合膜还具有耐溶剂、耐水解、可降解、环境友好等特点，可作为耐高温蒸煮、印染等包装材料使用；但该专利对工艺条件及设备精度要求较高，操作过程较为复杂。

中国专利CN114737395A公开一种可变色的纺织材料及其制备方法，通过将异丙醇钛和HCl溶液滴加到甲苯和丙醇的混合溶液中，得到均质液，再将十四烷基三甲基溴化铵加入至去离子水中，加入热致变色材料，调节pH，滴加均质液，得到核壳粉末，最终将聚乳酸-ZnO纤维和热致变色染料-TiO₂核壳粉末超声分散在去离子水中，反应得目标产品。该专利同时实现了纤维的抗菌、抗紫外和热变色效应，但整个工艺较为繁琐，且电纺体系中只有10％左右为聚合物，纺丝效率低，某些电纺体系需在强腐蚀性或高剧毒性溶剂中进行，不易回收，易造成环境污染。

目前，亟需提供一种金属有机框架催化剂，采用金属有机框架催化剂制得的聚乳酸具有抗紫外与热致变色双功能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属有机框架催化剂，将抗紫外分子、热致变色染料与金属有机框架进行结合，使抗紫外分子和热致变色染料直接参与到丙交酯开环聚合反应过程中，实现其与聚乳酸分子的化学结合；本发明同时提供了金属有机框架催化剂的制备方法和应用，将抗紫外性能与热致变色性能有机结合并应用于聚乳酸材料，创造性的实现双功能性聚乳酸材料的合成；具有抗紫外、热致变色双功能性的聚乳酸材料不仅可以拥有良好的紫外吸收性能，对温度作用敏感从而发生颜色变化，还实现了绿色环保、易于降解的发展需求。

本发明所述的金属有机框架催化剂，结构式如下：

其中，M为金属，Anti—UV为抗紫外配体，Dye为含有羟基的热致变色染料，上述结构式代表M分别与Anti—UV、Dye相连。

所述的M为铝。

所述的Anti—UV的结构式如下：