[發(fā)明專利]一種硅烷化聚碳酸亞丙酯及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811534247.6 | 申請日： | 2018-12-14 |
| 公開（公告）號： | CN110272538B | 公開（公告）日： | 2021-11-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 郝超偉;來國橋;馬清芳;潘慶華;李澤;蔣劍雄 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州師范大學(xué) |
| 主分類號： | C08G64/42 | 分類號： | C08G64/42 |
| 代理公司： | 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109 | 代理人： | 王江成 |
| 地址： | 310015 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 硅烷 碳酸 亞丙酯 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，針對現(xiàn)有技術(shù)的聚碳酸亞丙酯熱穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低的問題，公開了一種硅烷化聚碳酸亞丙酯及其制備方法。所述硅烷化聚碳酸亞丙酯由有機(jī)硅氧烷、封端劑和聚碳酸亞丙酯聚合而成，有機(jī)硅氧烷的式為Y?R?SiMenX3?n，Y為氨基、環(huán)氧基、乙烯基，丙烯酸基，異氰酸基和巰基中的至少一種，X為甲氧基、乙氧基、異丙氧基和甲氧基乙氧基中的至少一種，所述R為碳原子數(shù)為1~6的烷基，所述n為0或1。本發(fā)明先對聚碳酸亞丙酯進(jìn)行化學(xué)封端，再與有機(jī)硅氧烷反應(yīng)，水解、固化后得到硅烷化聚碳酸亞丙酯。該硅烷化聚碳酸亞丙酯的熱分解溫度和力學(xué)性能都得到顯著的提高，且其制備方法簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅烷化聚碳酸亞丙酯及其制備方法。
背景技術(shù)
聚碳酸亞丙酯(PPC)是由二氧化碳和環(huán)氧丙烷在一定的催化劑以及一定的壓力、溫度條件下聚合得到的一種可完全生物降解的新型環(huán)保材料，而且利用溫室氣體二氧化碳為原料，可同時降低白色污染和溫室效應(yīng)的造成的環(huán)境污染,具有明顯的應(yīng)用前景。但是聚碳酸亞丙酯的熱穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低，極大地限制了其在塑料、化工等行業(yè)的應(yīng)用。目前科研工作者對其熱穩(wěn)定性改善進(jìn)行了廣泛研究。目前主要是通過常規(guī)的溶液或熔融共混的方式來改善其熱性能。
中國專利申請公開號為CN107573476A的專利，公開了一種改性聚碳酸亞丙酯材料的制備方法，包括將聚碳酸亞丙酯加入溶劑中完全溶解，然后加入酸酐類封端劑，在水浴中加熱反應(yīng)；升高溫度加入異氰酸酯類封端劑后繼續(xù)反應(yīng)；將反應(yīng)完全的混合物滴加到無水乙醇中進(jìn)行沉淀析出，將所得固體過濾后真空干燥。該方法提高了聚碳酸亞丙酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性，但其提升效果并不十分明顯。國專利申請公開號為CN108164978A，CN107474502A，CN105924923A的專利也對聚碳酸亞丙酯改性有所闡述，但是改性效果不是很明顯，而且由于存在混合物組分的相容性問題，也會對改性效果產(chǎn)生明顯影響。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種硅烷化聚碳酸亞丙酯及其制備方法。本發(fā)明的硅烷化聚碳酸亞丙酯的熱性能及力學(xué)性能得到明顯改善，與未改性的聚碳酸亞丙酯相比，該硅烷化聚碳酸亞丙酯的熱分解溫度提高35℃；力學(xué)性能提高45％。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種硅烷化聚碳酸亞丙酯，所述硅烷化聚碳酸亞丙酯由有機(jī)硅氧烷、封端劑和聚碳酸亞丙酯聚合而成，所述有機(jī)硅氧烷的通式為Y-R-SiMenX3-n，所述Y為功能性基團(tuán)，包括氨基、環(huán)氧基、乙烯基，丙烯酸基，異氰酸基和巰基中的至少一種，所述X為可水解基團(tuán)，包括甲氧基、乙氧基、異丙氧基和甲氧基乙氧基中的至少一種，所述R為碳原子數(shù)為1～6的烷基，所述n為0或1。
該發(fā)明的主要技術(shù)特征是通過化學(xué)方法，利用諸如異氰酸酯、馬來酸酐等活性封端劑對聚碳酸亞丙酯進(jìn)行化學(xué)封端改性，之后再與功能性有機(jī)硅氧烷在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)，從而制得了硅烷化的聚碳酸亞丙酯(SPPC)，再通過硅氧烷室溫水解和固化，獲得改性聚碳酸亞丙酯。
聚碳酸亞丙酯的熱穩(wěn)定性不佳的原因在于受熱時其會發(fā)生無規(guī)斷裂而生成低聚物，而且聚碳酸亞丙酯端羥基的存在使得其極易發(fā)生解拉鏈?zhǔn)浇到猓颐看味紡哪┒嗣撓乱粋€環(huán)狀的碳酸丙烯酯。為改善其熱性能及綜合性能，本專利結(jié)合高分子材料改性方面理論和實(shí)踐積累，通過化學(xué)方法對聚碳酸亞丙酯進(jìn)行封端改性，即利用聚碳酸亞丙酯端羥基的活性，通過與過量異氰酸酯反應(yīng)封端；后再與功能性有機(jī)硅氧烷反應(yīng)，從而制得了硅烷化的聚碳酸亞丙酯，再通過硅氧烷室溫水解和固化，獲得有機(jī)硅改性的聚碳酸亞丙酯，可以明顯改善聚碳酸亞丙酯的熱性能及力學(xué)性能。鑒于有機(jī)硅氧烷易發(fā)生水解形成硅醇，硅醇在一條件下會脫水形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)后的有機(jī)硅改性聚碳酸亞丙酯復(fù)合材料，與未改性的聚碳酸亞丙酯相比，其熱分解溫度提高10～80℃；力學(xué)性能提高15-80％。耐熱性能及力學(xué)性能提高明顯，聚碳酸亞丙酯復(fù)合材料的綜合性能大幅提升，有力地拓寬聚碳酸亞丙酯的應(yīng)用領(lǐng)域。
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