[發(fā)明專利]利用環(huán)糊精提高聚碳酸亞丙酯熱穩(wěn)定性的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810200929.3
• 申請(qǐng)日: 2008-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101367993A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋亮;朱新遠(yuǎn);顏德岳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L69/00
• 分類號(hào): C08L69/00;C08L5/16
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體來(lái)說(shuō)，涉及的是一種利用環(huán)糊精提高聚碳酸亞丙酯熱穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)

聚碳酸亞丙酯是利用二氧化碳和環(huán)氧丙烷聚合而成的一種新型高分子材料。該類材料的大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了溫室氣體二氧化碳的再利用，減少了對(duì)能源材料烴的消耗，降低了生產(chǎn)成本。聚碳酸亞丙酯是一種全新的可生物降解塑料，對(duì)環(huán)境友好、無(wú)污染。此外，由于聚碳酸亞丙酯具有良好的低溫柔順性、阻氣性和透明性等，使其可用作藥物緩釋體系的載體、薄膜包裝材料、固體電解質(zhì)、無(wú)機(jī)填料表面處理劑等。但由于聚碳酸亞丙酯自身較差的熱穩(wěn)定性，嚴(yán)重影響其在各領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，物理共混改性是提高聚碳酸亞丙酯熱穩(wěn)定性的主要方法，即添加其它組分到基體聚碳酸亞丙酯中，在加熱狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械共混，形成兩相或多相共混體系。如X.C.Ge等在《Journal?of?Applied?PolymerScience》(應(yīng)用聚合物科學(xué)，2006年第99卷，第782頁(yè)至第787頁(yè)，“Fabricationand?Characterization?of?Biodegradable?Poly(propylene?Carbonate)/WoodFlour?Composites”可生物降解的聚碳酸亞丙酯/木質(zhì)粉共混體系的制備和表征)中報(bào)道了將木質(zhì)粉與聚碳酸亞丙酯在150℃下熔融共混，得到兩相共混體系，由于二者間存在氫鍵相互作用，使得木質(zhì)粉作為填充物能較好地分散在基體聚碳酸亞丙酯中，從而提高了聚碳酸亞丙酯的熱穩(wěn)定性。但是，采用以上方法得到的共混體系在一定條件下，如受熱、pH等的影響，填充物與基體的氫鍵相互作用可能被破壞，導(dǎo)致出現(xiàn)相分離，從而影響到該產(chǎn)物的性能。此外，聚碳酸亞丙酯在高溫共混時(shí)容易發(fā)生熱降解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的利用環(huán)糊精提高聚碳酸亞丙酯熱穩(wěn)定性的方法，將環(huán)糊精與聚碳酸亞丙酯在較低溫度下通過(guò)固相機(jī)械共混攪拌形成主客體相互作用的內(nèi)含復(fù)合物，即聚碳酸亞丙酯的分子鏈穿入環(huán)糊精的空腔形成穩(wěn)定的超分子體系，從而提高聚碳酸亞丙酯熱穩(wěn)定性。該產(chǎn)品可應(yīng)用于生物降解包裝材料、藥物釋放載體、固體電解質(zhì)、無(wú)機(jī)填料表面處理劑等領(lǐng)域。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所用原料為環(huán)糊精和聚碳酸亞丙酯，包括如下步驟：

步驟a：將聚碳酸亞丙酯和環(huán)糊精機(jī)械攪拌。

步驟b：將步驟a的產(chǎn)物用去離子水洗滌抽濾，除去未復(fù)合的環(huán)糊精。

步驟c：將步驟b的固體產(chǎn)物置于真空條件下烘焙。

步驟a中，所述的聚碳酸亞丙酯與環(huán)糊精的質(zhì)量比為10:1-1:1。

步驟a中，聚碳酸亞丙酯為粒度小于等于500μm的顆粒狀固體或粉末。

步驟a中，所述的環(huán)糊精，是指α環(huán)糊精、β環(huán)糊精和γ環(huán)糊精中的一種。

步驟a中，所述的機(jī)械攪拌，其溫度為40℃-140℃。

步驟a中，所述的機(jī)械攪拌，其時(shí)間為48小時(shí)。

步驟b中，所述的洗滌抽濾，其次數(shù)至少為2次。

步驟c中，所述的真空條件下烘焙，其溫度為40℃-80℃。

步驟c中，所述的真空條件下烘焙，其時(shí)間為24小時(shí)。

環(huán)糊精分子具有疏水空腔，能被線性的聚碳酸亞丙酯分子穿入形成準(zhǔn)聚輪烷結(jié)構(gòu)，體系的剛性有所增加。聚碳酸亞丙酯分子穿入環(huán)糊精的疏水空腔后，鏈上受熱易發(fā)生斷裂的碳酸酯鍵受到空腔的保護(hù)變得穩(wěn)定。此外，當(dāng)環(huán)糊精的含量增加時(shí)，由于存在氫鍵協(xié)同相互作用，環(huán)糊精之間進(jìn)行規(guī)整堆積，形成了環(huán)糊精和聚碳酸亞丙酯的內(nèi)含結(jié)晶復(fù)合物。這些因素都促使聚碳酸亞丙酯的熱穩(wěn)定性有所提高。

本發(fā)明所制備得到的產(chǎn)物經(jīng)WAXD、固體¹³C-NMR、DSC、TGA和FTIR進(jìn)行了表征，證明了本方法的可行性。

本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本較低，形成的環(huán)糊精與聚碳酸亞丙酯的內(nèi)含復(fù)合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相比于純聚碳酸亞丙酯提高了5-10℃，該產(chǎn)品可用于生物降解包裝材料、藥物釋放載體、固體電解質(zhì)、無(wú)機(jī)填料表面處理劑等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為β環(huán)糊精與聚碳酸亞丙酯共混攪拌產(chǎn)物WAXD圖。

圖2.為β環(huán)糊精與聚碳酸亞丙酯共混攪拌產(chǎn)物DSC圖。

圖3為β環(huán)糊精與聚碳酸亞丙酯共混攪拌產(chǎn)物TGA圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1