[发明专利]纤维素接枝二氢香豆素和环氧交替共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素接枝二氢香豆素和环氧交替共聚物及其制备方法。该方法是先将纤维素、有机碱与有机溶剂混合，混合物在充有COsubgt;2/subgt;的反应釜中加热反应，获得纤维素溶液；向纤维素溶液中加入二氢香豆素和环氧化合物加热反应，得到共聚物溶液；向纤维素接枝二氢香豆素和环氧交替共聚物溶液中加入C1‑C4的低级脂肪醇或水，再过滤此混合溶液，将过滤得到的固体混合物用C1‑C4的低级脂肪醇或水洗涤提纯、干燥，得到纤维素接枝二氢香豆素和环氧交替共聚物。本发明的纤维素接枝二氢香豆素和环氧交替共聚物同时具有抗氧化性、抗紫外性、荧光性质、粘合性、抗菌性及生物相容性，功能特殊且多样；另外，本发明方法具有反应效率高、成本低和后处理容易的特点。

技术领域

本发明涉及一种纤维素共聚物及其制备方法，特别是一种纤维素接枝二氢香豆素和环氧交替共聚物及其制备方法。

背景技术

利用可再生的储量丰富的生物质资源，制备高附加值的高分子新材料可以减少对石油基产品的依赖，降低温室气体的排放、更重要的是减少白色污染和微塑料污染。不仅如此，高性能高附加值的功能性高分子新材料是高分子材料领域的研究重点之一，同时也符合国家绿色发展的要求。生物基功能高分子新材料可以作为超疏水材料、吸附、油水分离材料、光热界面蒸汽转化材料、导电材料及具有抗紫外、抗氧化、抗菌性能的生物医用等材料被广泛使用。

纤维素是地球上年产量最丰富的天然生物基高分子材料，每年全球植物纤维素的产量约1800亿吨，它是纤维素二糖重复单元通过β-1,4-D糖苷键连接的线性聚合物，其化学式为(C₆H₁₀O₅)n,其在2、3和6位有3个活泼的羟基，使得纤维素具有可衍生化的特性。但是由于纤维素分子内和分子间的强氢键网络，使其难以溶解更不能熔融加工。通过对纤维素AGU单元上的3个羟基的均相或者非均相化学反应，制备各种纤维素衍生材料，是提高其加工性能，赋予其特定功能性的重要途径。

纤维素酯是纤维素衍生物中最重要的一种，主要分为纤维素醋酸酯，纤维素乙酰丙酸酯和纤维素乙酰丁酸酯。除此之外还有醚化纤维素、甲基硅氧烷化纤维素、磷酸化纤维素和硝化纤维素等。这些纤维素衍生物广泛应用在涂料、制药、纺织材料、香烟滤嘴、化妆品、生物学/骨科等领域(Progress in Polymer Science,2001,26(9):1605-168)。

除了以上提到的纤维素酯，另一种制备功能化纤维素衍生物的方法是：通过利用小分子化合物与纤维素反应，引入特殊性质官能团，制备纤维素接枝共聚物。目前对于纤维素接枝共聚物或者纤维素基材料的表面接枝改性一般是通过活性自由基聚合、可控自由基聚合CRPs以及开环聚合ROP来进行。一般而言，传统的自由基聚合和ROP聚合较为常见。而CRPs策略则又分为1.原子转移自由基聚合ATRP方法，该方法需要含卤引发剂，含铜催化剂及含胺配体(Carbohydrate Polymers,2011,84(1):195-202)；2.可逆加成断裂链转移聚合RAFT方法，需要硫代羰基硫基RAFT试剂(Soft Matter,2008,4(1):145-155))；3.稳定氮氧自由基调控聚合NMP方法，需要氮氧自由基(Carbohydrate Polymers,2016,152:297-305)；4.单电子转移活性自由基聚合SET-LRP方法，需要含卤引发剂，含铜催化剂及含氮的多齿配体及极性溶液(European Polymer Journal,2012,48(1):136-145)。