[发明专利]一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的合成方法，特别是涉及一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法。

背景技术

目前为止，所有由膨胀单体聚合所生成的线型聚合物玻璃化转变温度较低，材料强度也不够高，耐热性较差，难以单独作为结构材料使用。目前开发这类单体的主要目的是用它们对商品化树脂进行改性，以提高商品化树脂的性能，从而成为高技术含量、高附加值的产品。

膨胀单体的特点是在聚合过程中不产生体积收缩，甚至产生体积膨胀，因此可以满足某些工业应用的需要，在复合材料应用方面，加拿大多伦多大学的Piggott教授利用在水中加入不同溶质，从而控制水结冰固化时的体积变化，来研究基体体积变化对复合材料性能的影响。他还利用膨胀单体改性的树脂COMACO（专利登记商品名）做基体，进行了高分子复合材料的理论研究，如纤维拔出功、基体收缩力与复合材料的破坏，结果表明，共聚物基体的韧性得到明显改善，而没有明显的平面剪切强度的降低或其它力学性能的损失，并且复合材料的冲击韧性在基体固化时的体积变化接近于零，大大提高。吕绍祥研究了改性环氧树脂与碳纤维复合材料的拔出功，发现复合材料的韧性有较大提高，拔出功亦有一定提高，究其原因是由于膨胀单体的作用，改性环氧树脂基体在固化过程中体积无收缩，碳纤维与基体之间的界面粘接情况良好。膨胀单体的特点是在聚合过程中不产生体积收缩，甚至产生体积膨胀，这是某些工业应用所希望的，因此开发膨胀聚合类单体和人们的实际需要有很大的关系。目前，作为商品化的热固性树脂在固化过程中都要产生体积收缩，因而产生内应力，这将导致材料内部出现砂眼和裂痕，从而在这些缺陷处产生应力集中，使材料强度降低，过早导致断裂。另外，由于体积收缩，也使得它们在许多方面不能满足人们的特殊需要。例如，在某些工业应用场合，人们希望聚合前后的体积收缩率为零。如无内应力复合材料、浇铸树脂、高光洁度涂料、印模材料等；而在另外一些应用场合，则希望在聚合过程中体积有所膨胀，如精密铸造、预应力塑料、高强度粘合剂、密封材料、填隙材料、补牙材料等。而固化时产生的体积收缩显然适应不了这些要求。众所周知，水在结冰时，大约有4%的体积膨胀，通过微力学相互作用，冰几乎能粘结任何表面，即使象四氟乙烯这样不为水润湿的难粘材料。可以肯定，膨胀单体的应用，也同样能够得到高强度的粘结材料和高强度的复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，该方法由羟基香茅醛合成三元醇后醛，遵循开环聚合反应的技术路线，而合成一种新的螺环原碳酸酯膨胀单体。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，是由如下步骤合成的：

1）在三口瓶加入羟基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，装好回流冷凝管，内插温度计和滴液漏斗，电磁搅拌，滴加NaOH水溶液，控制PH=10—11之间，反应2小时；

2）滴加36%的乙酸水溶液中和至PH=6，减压蒸馏除去水和甲醛；

3）用乙酸乙酯萃取，合并萃取液并用少量水洗涤；

4）加无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁，将滤液蒸馏除去乙酸乙酯，再减压蒸馏即得中间产品；

5）利用红外，核磁进行元素分析；

6）称取三元醇，二正丁基氧化锡，一并加入单口瓶，加入甲苯，装上分水器和回流装置，电磁搅拌，控制油浴温度，反应蒸馏出甲苯

7）用正己烷洗涤，底部的油状粘稠液体为较纯正的单体，再加入甲苯，加热使其溶解，冷却至室温后，经结晶，过滤干燥，即为产品。

所述的一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，其所述的控制油浴温度，反应蒸馏出甲苯：将油浴温度降至室温，拆除分水器，装上恒压滴液漏斗和回流装置，并在回流冷凝管上安装CaCl₂干燥管。在漏斗中加入CS₂，缓慢滴加入反应瓶中，并将油浴缓慢加热到，回流，降至室温后，真空泵减压蒸馏出甲苯。

附图说明

图1为本发明三元醇和羟基香茅醛的红外谱图；

图2为本发明螺环单体的红外谱图。

注：本发明的图1—图2为产物状态的分析示意图，图中文字或影像不清晰并不影响对本发明技术方案的理解。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

合成路线如下：                                                

R代表。

实施例：