[發明專利]一種利用微反應裝置制備聚丙交酯的方法

在審

• 申請號: 201610301920.6
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105754076A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 郭凱;朱寧;馮衛楊;胡欣;方正;張鍇;劉一寰;黃衛軍;張子龍;掌亞軍
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/87;C08G63/78
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發明屬于高分子化學領域，具體涉及一種利用微反應裝置制備聚丙交酯的方法。

背景技術

聚丙交酯(PLA)是一種新型的環境友好型生物降解材料。其機械性能及物理性能良好，可通過擠壓、紡絲、雙軸拉伸，注射吹塑等各種加工方法制成不同功能的商品化材料。同時PLA具有良好的生物相容性和生物降解性，在醫藥領域應用也非常廣泛。此外，聚丙交酯還具備有自己獨特的特性，擁有良好的光澤性、透明度、手感和耐熱性。某些聚丙交酯產品還具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性。因此，PLA應用領域十分廣泛，市場前景良好。

聚丙交酯的合成方法學研究是高分子化學中的前沿性課題，金屬配合物、有機小分子和酶是開環聚合制備聚酯的三大催化體系，國內外學者在該領域做出了精彩的研究工作。然而，這些通常在傳統反應瓶中進行的開環聚合反應，受到反應瓶固有缺陷的限制，不同程度的面臨聚合時間較長、酯交換反應導致分子量分布變寬等挑戰。

因此，除了催化體系研究，還應該從新的角度思考探索聚酯高效合成的新方法。我們的方法利用微反應器高效的傳熱傳質效率及對反應高精度控制的特性，以簡單易得的1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯為有機催化劑，高效地制備聚丙交酯，反應轉化率達到95％以上，聚合物分子量可控，分子量分布較窄(PDI<1.1)。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用微反應裝置制備聚丙交酯的方法，以解決現有技術存在的聚合時間較長和分子量分布變寬等問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種利用微反應裝置制備聚丙交酯的方法，它包括如下步驟：

(1)將左旋丙交酯(L-LA)溶于有機溶劑后備用；

(2)將催化劑和引發劑(Ⅰ)溶于有機溶劑后備用；

(3)將步驟(1)和步驟(2)中所得的混合體系同時分別泵入微反應裝置中的微混合器中，充分混合后泵入微反應裝置中的微反應器中反應；反應后產物經沉淀、過濾和干燥得到聚丙交酯(Ⅱ)；

步驟(1)和步驟(2)中，所述的有機溶劑為甲苯、二氯甲烷、乙腈或四氫呋喃；其中，步驟(1)和步驟(2)中所用的有機溶劑可以相同，也可以不同。

步驟(1)中，所述的左旋丙交酯溶液的濃度為1～8mol/L。

步驟(2)中，所述的催化劑為1,5,7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯(TBD)。

步驟(2)中，所述的引發劑中，R¹為芐基或烷基；其中，所述的烷基為碳數1～22的開鏈烷基或環烷基。

其中，引發劑、催化劑和左旋丙交酯的摩爾比為1：0.05～3：50～3000。

其中，步驟(1)所得混合體系和步驟(2)中所得混合體系的體積比為1：0.5～4，優選1：1。

步驟(3)中，微反應器中，反應溫度為10～50℃，停留時間為4s～5min。

步驟(3)中，沉淀方法為將反應后產物置于冰甲醇中進行沉淀；干燥方法為烘干。

步驟(1)中所得混合體系在微反應器中的流速為0.2～15mL/min，步驟(2)中所得混合體系在微反應器中的流速為0.2～15mL/min；優選的是，步驟(1)中所得混合體系和步驟(2)中所得的混合體系在微反應器中的流速比為1：1。

其中，所述微反應裝置包括通過連接管依次相連的微混合器(T型)和微反應器；其中，微混合器的進料口連接有兩個物料進口。

其中，優選使用雷弗注射泵將物料泵入微反應裝置中。

其中，微反應器可由聚四氟乙烯(PTFE)管制成。

有益效果：

與現有技術相比，本發明具有如下優勢：

1、本發明工藝可操作性強，成本低廉。

2、本發明采用的有機催化劑簡單易得，催化活性高。

3、整個聚合過程時間短，對聚合反應高精度控制。制備的聚合物分子量可控，分子量分布較窄。

附圖說明

圖1為本發明反應式；

圖2為本發明所用微反應裝置示意圖。

圖3為本發明實施例3所得產物的核磁共振氫譜圖。

具體實施方式

根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。

實施例1