[發(fā)明專利]一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010591248.1
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102079856A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳麗杰;周慶海;秦玉升;王獻(xiàn)紅;趙曉江;王佛松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L77/12;C08G69/44
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物改性領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混物及其制備方法。

背景技術(shù)

二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物(PPC)是一種全降解型聚合物，由二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑的作用下制備的一種脂肪族聚碳酸酯。PPC在合成過程中可以將大于總量40wt％的二氧化碳化學(xué)固定，不僅成本低廉還具有高透明性，優(yōu)良的氣體阻隔性和加工性等特點(diǎn)，在薄膜及包裝材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是PPC分子呈現(xiàn)無定形態(tài)，使得PPC形成的材料低溫脆性大，高溫尺寸穩(wěn)定性差，熱穩(wěn)定性差，限制了PPC在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用。

為了解決二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物熱穩(wěn)定性差的問題，人們對二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混改性進(jìn)行了研究。王篤金等人報道了二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物/十八烷酸共混物，在沒有剛性結(jié)晶單元存在的情況下能形成熱致性液晶，并顯示出非常優(yōu)異的耐熱性，該共混物的T_d，5％從純二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的217℃增加到264.1℃，甚至超過了兩種組分各自的熱分解溫度，這些結(jié)果被認(rèn)為是二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物與十八烷酸間形成較強(qiáng)的氫鍵作用所引起的(Macromolecules，2008，41：3175-3180)。張亞男等人采用超聲波共混法實(shí)現(xiàn)了二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物與聚乙二醇的溶液共混。核磁和紅外的研究結(jié)果表明二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物和聚乙二醇兩者之間相容性較好，共混物的親水性隨著聚乙二醇組分的增加而增強(qiáng)。共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最高可達(dá)51℃，熱分解溫度T_d，95％最高達(dá)到410℃，分別比純二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物提高了29℃和130℃。(精細(xì)化工.2008，25(2)：130-133)。

現(xiàn)有技術(shù)中對二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混改性方法，雖然都能提高二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的熱分解溫度，但是所述共混物存在斷裂伸長率較低等問題，其力學(xué)性能仍無法滿足工業(yè)化應(yīng)用的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的混合物，提高純二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的熱分解溫度和斷裂伸長率。

為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混物，包括：按重量比為93～99.8∶0.2～7的二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物和超支化聚(酯-酰胺)類樹脂。

優(yōu)選的，所述超支化聚(酯-酰胺)類樹脂按照如下方法制備：

s1)在氮?dú)鈿饬鞅Ｗo(hù)下，將環(huán)狀二元酸酐與羥胺類化合物按照摩爾比為0.5～1∶1混合，依次在20℃～30℃下反應(yīng)3～30h，100℃～140℃下反應(yīng)4～45h，在100～140℃下減壓蒸餾脫水反應(yīng)0.5～3h；

s2)將步驟a1)得到的產(chǎn)物與N，N-二甲基乙酰胺按體積比為1∶3～4混合，得到第一混合溶液；

s3)將所述第一混合溶液與過量蒸餾水混合，析出樹脂產(chǎn)物；

s4)將所述樹脂產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后得到超支化聚(酯-酰胺)類樹脂。

優(yōu)選的，所述環(huán)狀二元酸酐為丁二酸酐、戊二酸酐、一縮二甘醇酸酐、六氫化鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、馬來酸酐中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述羥胺類化合物為：2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、三羥甲基氨基甲烷、雙-2-丙醇氨、2-氨基-1，3-丙二醇中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物和超支化聚(酯-酰胺)類樹脂按重量比為95～99.5∶0.5～5。

優(yōu)選的，所述二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的數(shù)均分子量為70000～150000，分子量分布為2.5～4.5。

本發(fā)明還提供了一種二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混物的制備方法，包括：

a)以環(huán)狀二酸酐和羥胺類化合物為原料反應(yīng)制備超支化聚(酯-酰胺)類樹脂；

b)將超支化聚(酯-酰胺)類樹脂和二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物按重量比為0.2～7∶93～99.8混合，得到固體混合物；

c)將步驟b)得到的固體混合物進(jìn)行熔融共混，得到二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的共混物。

優(yōu)選的，步驟a)具體為：

a1)在氮?dú)鈿饬鞅Ｗo(hù)下，將環(huán)狀二元酸酐與羥胺類化合物按照摩爾比為0.5～1∶1混合，分別在20℃～30℃下反應(yīng)3～30h，100℃～140℃下反應(yīng)4～45h，在100～140℃下減壓蒸餾脫水反應(yīng)0.5～3h；

a2)將步驟a1)得到的產(chǎn)物與N，N-二甲基乙酰胺按體積比為1∶3～4混合，得到第一混合溶液；

a3)將所述第一混合溶液與過量蒸餾水混合，析出樹脂產(chǎn)物；