[發(fā)明專利]一種含木質(zhì)素聚酯多元醇的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111550793.0
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114316287B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉光;劉一寰;袁鑫;沈磊;季棟;李亞軍;黃達(dá);方正;胡欣;朱寧;郭凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南京先進(jìn)生物材料與過程裝備研究院有限公司
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08G63/08;C08G63/87
• 代理公司: 南京中律知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32341
• 代理人: 祝坤

本發(fā)明公開了一種含木質(zhì)素聚酯多元醇的制備方法，包括以環(huán)狀酯和木質(zhì)素為原料，在有機(jī)催化劑和可見光條件下，在惰性氣體的保護(hù)下反應(yīng)，即得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用通過可見光介導(dǎo)聚合反應(yīng)，調(diào)控聚合過程，操作簡易，綠色無污染。同時，本發(fā)明選用一鍋法來制備產(chǎn)物，不需要對木質(zhì)素進(jìn)行活化或?；喕磻?yīng)并節(jié)省了操作時間；反應(yīng)前后木質(zhì)素的溶解性存在較大差異，便于產(chǎn)物的分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子化合物領(lǐng)域，具體涉及一種含木質(zhì)素聚酯多元醇的制備方法。

背景技術(shù)

作為儲量僅次于纖維素的天然生物高分子，木質(zhì)素由對羥苯基丙烷、愈創(chuàng)木基丙烷及紫丁香基丙烷三種單體隨機(jī)組合而成。其不僅價格低廉，儲量豐富，還具有熱穩(wěn)定性高、生物可降解性好、抗氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。目前工業(yè)生產(chǎn)的木質(zhì)素中，只有不到2％被合理利用，其余都直接燃燒或任意排放。不僅浪費(fèi)了資源，還給環(huán)境帶來了很大的壓力。高效且合理地利用木質(zhì)素，有利于減少化石能源的消耗并減輕環(huán)境污染。目前限制木質(zhì)素應(yīng)用的原因主要是木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、多分散性高、材質(zhì)較脆且與其他聚合物基質(zhì)不混溶。

聚己內(nèi)酯則是一種受歡迎的生物塑料，在常溫下處于橡膠態(tài)，具有較好的熱穩(wěn)定性。同時，聚己內(nèi)酯規(guī)整的分子鏈為其帶來了良好的柔性及可加工性。此外，己內(nèi)酯還被廣泛應(yīng)用于聚酯多元醇的合成，以及后續(xù)聚氨酯的制備。以聚己內(nèi)酯作為軟鏈段合成的熱塑性聚氨酯不僅具有類似聚醚型聚氨酯的優(yōu)良耐水性，還擁有不錯的耐油性。與結(jié)構(gòu)相似的聚己二酸酯相比，聚己內(nèi)酯的區(qū)別在于其用作聚氨酯體系中的柔性鏈段時，有更良好的水解穩(wěn)定性和疏水性。

CN102070891A公開了一種木質(zhì)素填充聚酯型復(fù)合材料及其制備方法。取60-95％的聚酯、5-40％的木質(zhì)素混合均勻；將混料用雙螺桿機(jī)熔融擠出造粒得到木質(zhì)素填充聚酯型復(fù)合材料。CN102924893A公開了一種木質(zhì)素/聚己內(nèi)酯環(huán)保降解薄膜及其制備方法，先將木質(zhì)素、聚己內(nèi)酯、增塑劑及增溶劑等物料混合攪拌均勻；所得共混料再加入到雙螺桿擠塑機(jī)中，擠出并吹塑得到木質(zhì)素/聚己內(nèi)酯環(huán)保降解薄膜。CN106700460A公開了一種木質(zhì)素改性PCL生物降解塑料的制備方法。在高混機(jī)內(nèi)加入聚己內(nèi)酯、木質(zhì)素、擴(kuò)鏈劑、抗氧劑、增塑劑、潤滑劑以及熱穩(wěn)定劑進(jìn)行充分混合；之后將所得混合物料經(jīng)過雙螺桿擠出造粒并注塑成型，制得木質(zhì)素改性PCL生物降解塑料。但上述現(xiàn)有技術(shù)都是通過物理共混來達(dá)到在材料中加入木質(zhì)素的目的，所得產(chǎn)物普遍強(qiáng)度較低。如果通過接枝改性在木質(zhì)素骨架上引入聚己內(nèi)酯鏈段，可以控制木質(zhì)素的形態(tài)或結(jié)構(gòu)，并改善其與聚合物基質(zhì)的共混性，有效增強(qiáng)材料物理性能。

CN108117650A公開了一種聚己內(nèi)酯接枝木質(zhì)素的生物塑料薄膜的制備方法。首先在異氰酸酯和催化劑的作用下將木質(zhì)素活化；再進(jìn)行聚己內(nèi)酯的接枝，并將接枝產(chǎn)物通過流延法或者吹塑法制備成生物塑料薄膜。聚合時涉及到的催化劑均為錫類催化劑或胺類催化劑。這些催化劑雖然具有優(yōu)異的催化活性，但過渡金屬催化劑容易氧化變黑，引起材料變色。同時，金屬催化劑還具有一定的毒性，不利于生物利用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，例如己內(nèi)酯與木質(zhì)素進(jìn)行物理共混方法制備的材料性能較低；通過金屬催化己內(nèi)酯在木質(zhì)素上的接枝時，催化劑有毒性且易殘留的問題等，本發(fā)明提供了光介導(dǎo)合成含木質(zhì)素聚酯多元醇的方法，本方法無金屬殘留，光照綠色無污染。

技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種含木質(zhì)素聚酯多元醇的制備方法，其包括如下步驟：

以環(huán)狀酯和木質(zhì)素為原料，在有機(jī)催化劑和可見光條件下，在惰性氣體的保護(hù)下反應(yīng)，即得。

優(yōu)選的，所述含木質(zhì)素聚酯多元醇的制備方法，其包括如下步驟：

(1)將環(huán)狀酯、木質(zhì)素和有機(jī)催化劑在可見光條件下，在惰性氣體的保護(hù)下反應(yīng)；