[發(fā)明專利]一種聚丙烯酸酯-聚酯I-聚酯II三嵌段共聚物的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911087656.0
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110746586B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖永貴;朱帥帥;王勇;周興平;解孝林
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C08G63/06
• 分類號: C08G63/06;C08G63/08;C08G63/12;C08G63/181;C08G63/553;C08G63/672;C08G63/84;C08G63/87;C08F293/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 彭翠;李智

本發(fā)明屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種聚丙烯酸酯?聚酯I?聚酯II三嵌段共聚物的制備方法。選用羧基或羥基末端三硫酯化合物作為多功能鏈轉(zhuǎn)移試劑，聯(lián)合化學(xué)選擇性聚合及共聚合策略，實現(xiàn)環(huán)氧類單體、酸酐類單體、內(nèi)酯類單體和丙烯酸酯類單體的四元共聚，通過一步法制備聚丙烯酸酯?聚酯I?聚酯II三嵌段共聚物。本發(fā)明中制備得到的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)類型更加豐富，含有一種聚丙烯酸酯嵌段和兩種聚酯嵌段，能夠顯著改善可生物降解聚酯嵌段共聚物的性能，更容易調(diào)節(jié)和綜合三種嵌段的優(yōu)良性質(zhì)，得到綜合性能更好的嵌段共聚物；且制備得到的嵌段共聚物相對分子質(zhì)量和嵌段長度可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種聚丙烯酸酯-聚酯I-聚酯II三嵌段共聚物的制備方法。

背景技術(shù)

塑料是現(xiàn)代人生活中必不可少的一種材料，且隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對塑料的需求越來越大。但現(xiàn)有塑料大部分來源于化石燃料，且在失去使用價值后，因其無法自然降解成為影響生態(tài)環(huán)境的污染物。如何處理廢棄的不可降解塑料以減少對生態(tài)環(huán)境的影響是現(xiàn)階段急需解決的重大問題之一。

新型可生物降解材料取代不可降解的石油基塑料是現(xiàn)階段的解決方法之一。可生物降解材料，主要是一些聚酯和聚碳酸酯類材料，具有良好的降解性、無毒和良好的生物相容性。但是與傳統(tǒng)石油基塑料相比，可生物降解材料自身也存在很明顯的缺陷，比如，力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性較差，在較高溫度下易軟化變形等。

在可生物降解聚酯中引入石油基嵌段制備得到嵌段共聚物是改善可生物降解材料缺陷的一種有效方法。例如，在可生物降解聚酯材料中引入聚丙烯酸酯嵌段制備得到聚丙烯酸酯-聚酯嵌段共聚物，綜合了聚丙烯酸酯嵌段和聚酯嵌段的優(yōu)良性質(zhì)，顯著提升了單一聚酯嵌段的力學(xué)和熱力學(xué)性能，既能滿足現(xiàn)階段對塑料的正常需求，又能顯著降低對生態(tài)環(huán)境的影響。

然而，聚丙烯酸酯-聚酯嵌段共聚物的傳統(tǒng)合成主要采用“多步法”，即順序添加單體的策略，然而這種方法需要分步加料和間接提純，費時費力。

而且現(xiàn)有技術(shù)制備得到的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)類型有限，主要原因是是聚酯嵌段通常有內(nèi)酯類單體開環(huán)聚合制備得到；然而，內(nèi)酯類單體種類很少，且制備得到的聚酯嵌段很難進行后修飾，實現(xiàn)功能化，一定程度上限制類聚丙烯酸酯-聚酯嵌段共聚物的應(yīng)用。現(xiàn)階段，聚酯嵌段也可以由環(huán)氧化物與酸酐類單體開環(huán)共聚得到，環(huán)氧化物與酸酐類單體種類豐富且價格相對低廉，更重要的是，環(huán)氧化物與酸酐類單體含有很多功能化基團，制備得到的聚酯嵌段，更容易后處理，實現(xiàn)其功能化。但是與內(nèi)酯類單體開環(huán)聚合相比，環(huán)氧化物和酸酐類單體的開環(huán)共聚需要更加苛刻的反應(yīng)條件。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種聚丙烯酸酯-聚酯I-聚酯II三嵌段共聚物的制備方法，其通過選用羧基或羥基末端三硫酯化合物作為多功能鏈轉(zhuǎn)移試劑，聯(lián)合化學(xué)選擇性聚合及共聚合策略，實現(xiàn)環(huán)氧類單體、酸酐類單體、內(nèi)酯類單體和丙烯酸酯類單體的四元共聚，通過一步法制備聚丙烯酸酯-聚酯I-聚酯II三嵌段共聚物，由此解決現(xiàn)有技術(shù)制備得到的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)類型有限的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚丙烯酸酯-聚酯I-聚酯II三嵌段共聚物的制備方法，在無水無氧條件下，將丙烯酸酯類單體、環(huán)氧類單體、內(nèi)酯類單體、酸酐類單體與多功能鏈轉(zhuǎn)移試劑混合后在催化劑和自由基引發(fā)劑的共同作用下，一步反應(yīng)得到聚丙烯酸酯-聚酯I-聚酯II三嵌段共聚物；其中聚酯I為環(huán)氧類單體和酸酐類單體的開環(huán)共聚產(chǎn)物；聚酯II為內(nèi)酯類單體的開環(huán)聚合產(chǎn)物；

所述多功能鏈轉(zhuǎn)移試劑為三硫酯化合物，所述三硫酯化合物為羧基末端三硫酯化合物或羥基末端三硫酯化合物。

優(yōu)選地，所述羧基末端三硫酯化合物為CTA-1或CTA-2，所述羥基末端三硫酯化合物為CTA-3或CTA-4；所述CTA-1、CTA-2、CTA-3、CTA-4分別具有如下的化學(xué)結(jié)構(gòu)：