[發明專利]一種結構可調控的高分子量聚γ-丁內酯的制備方法

有效

• 申請號: 202110653165.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113265044B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 郭凱;袁鑫;劉一寰;朱寧;胡欣;方正;邱江凱;段金電
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/83
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 仲凌霞;肖明芳

本發明屬于高分子合成化學領域，公開了一種結構可調控的高分子量聚γ?丁內酯的制備方法，所述聚γ?丁內酯的數均分子量為1000～300000g/mol。本發明所述方法操作簡單，可以簡單通過改變進料方式而有效控制聚γ?丁內酯的拓撲結構，合成單一的線形聚合物，并且所制備的聚γ?丁內酯的數均分子量較高，遠高于現有聚合物的數均分子量。

技術領域

本發明屬于高分子合成技術領域，聚義涉及一種結構可調控的高分子量聚γ-丁內酯的制備方法。

背景技術

隨著全球塑料污染問題的日益加重，廢棄塑料的處理越來越引起人們的重視，傳統的塑料難以自然降解，脂肪族聚酯有著獨特的可降解性和良好的生物相容性，因此新興的化學可循環回收方法逐步走入人們的視野，環內酯(如ε-己內酯，丙交酯等)的開環聚合是一種制備可降解的脂肪族聚酯的重要方法，但這類脂肪族聚酯的降解產物成分比較復雜，導致后期回收工藝復雜，難度較大，回收成本大。因此需要開發一種可以實現塑料經濟循環的環境友好的綠色高分子材料。

聚γ-丁內酯具有無限的聚合物-單體-聚合物循環能力，可以完全解聚回初始原料，但由于其五元環的熱力學穩定性，因此一直被認為是“不可聚合的”單體，Chen小組的開創性工作實現了不可聚合γ-丁內酯高效聚合的突破，這為后續制備綠色可回收高分子材料提供了新思路。雖然γ-丁內酯的聚合已經取得了很大的進展，但仍然存在著挑戰。聚γ-丁內酯的合成工藝中會生成線形和環狀聚合物，聚合物的拓撲結構決定了其獨特的粘彈性，從而影響其熱性能和機械強度，拓撲結構的不同會導致聚合物表現出不同的性質，制備結構單一的聚γ-丁內酯仍存在著巨大的挑戰。隨著聚合物分子量的增加，聚γ-丁內酯表現出更好的力學性能，拉伸強度，以及斷裂伸長率。為了滿足不同應用的需求，需要更高的分子量，而目前所制備的聚γ-丁內酯的數均分子量僅達到83200g/mol。因此，有效調控聚合物拓撲結構、制備高分子量的聚γ-丁內酯具有重要的研究意義。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種高分子量聚γ-丁內酯。

本發明還要解決的技術問題是提供上述高分子量聚γ-丁內酯的制備方法。

本發明還要解決的技術問題是提供上述高分子量聚γ-丁內酯的應用。

為了解決上述第一個技術問題，本發明公開了一種如式I1或式I2所示的高分子量聚γ-丁內酯：

其中，R選自-CH₃、-CHPh₂、-Ph或-CH₂CHPh₂；

其中，n選自10～3000。

其中，當R為-CH₃時，所述聚γ-丁內酯如式I1a所示；當R為-CHPh₂時，所述聚γ-丁內酯如式I1b所示；當R為-Ph時，所述聚γ-丁內酯如式I1c所示；當R為-CH₂CHPh₂時，所述聚γ-丁內酯如式I1d所示；

其中，所述聚γ-丁內酯的數均分子量為1000～300000g/mol；優選地，所述聚γ-丁內酯的數均分子量為10000～300000g/mol；更進一步優選地，所述聚γ-丁內酯的數均分子量為20000～300000g/mol。

其中，所述高分子量聚γ-丁內酯的斷裂伸長率為10.5％～735％。

其中，所述高分子量聚γ-丁內酯的拉伸強度為20.6～50.1Mpa。

為了解決上述第二個技術問題，本發明公開了上述高分子量聚γ-丁內酯的制備方法，為以下方式中的任意一種：

方法a：將引發劑、溶劑和催化劑先預冷，再加入γ-丁內酯，反應；