[发明专利]一种催化剂组合物和三元共聚物的合成方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种催化剂组合物和三元共聚物的合成方法。本发明提供的催化剂组合物包括席夫碱三价钴化合物、席夫碱二价钴化合物和助催化剂；所述夫碱三价钴化合物为式I～式III所示化合物中的一种或多种；所述夫碱二价钴化合物为式IV～式VI所示化合物中的一种或多种；所述助催化剂包括双(三苯基正膦基)氯化铵、4‑二甲氨基吡啶、N‑甲基咪唑、三环己基膦、四甲基溴化铵和四丁基溴化铵中的一种或多种。利用本发明提供的催化剂组合物可将环氧丙烷、二氧化碳和丙交酯合成具有渐变多嵌段结构的共聚物，该共聚物的玻璃化转变温度最高可达50℃以上；

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种催化剂组合物和三元共聚物的合成方法。

背景技术

随着世界工业化进程的加速，耗能越来越大，二氧化碳排放剧增，使得大气中的CO₂浓度不断升高，引起全球气候变暖。按照推算，CO₂浓度从300ppm增加到600ppm时，地表温度就得升高2～3摄氏度。据统计，目前全世界每年排放大气中的CO₂超过240亿吨，其中约150亿吨被植物的光合作用吸收，故每年大气中净增CO₂ 90亿吨。无论从能源、碳源以及减轻CO₂对环境的污染哪一方面来讲，控制CO₂的排放及加强CO₂的开发利用都是一项具有重大战略意义的课题。

使用二氧化碳作为碳氧资源能合成基础化学品、燃料和高分子材料，为人类摆脱因过量使用化石资源所造成的能源、资源和环境危机提供了新思路，该领域也因此受到科学界和产业界共同关注。其中以二氧化碳和环氧化物为原料，在催化剂的作用下共聚生成的脂肪族聚碳酸酯是一种可降解高分子材料，具有良好的透气性、优良的阻隔氧气和水的性能，可以用作工程塑料、一次性医用包装材料和食品包装材料等。

1969年，井上祥平和其助手发现了CO₂能与环氧化物共聚生成聚碳酸酯。他们首次成功用ZnEt₂催化体系催化CO₂与rac-PO的交替共聚反应。之后人们就提高催化剂活性与选择性做了很多研究探索，优化反应条件，提高反应效率。大分子量的聚碳酸酯和高立体选择性的聚碳酸酯都已经被成功合成，然而受到聚合物本身结构的限制，目前合成的聚碳酸酯的玻璃化转变温度普遍较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种催化剂组合物和三元共聚物的合成方法，利用本发明提供的合成方法可合成具有较高玻璃化转变温度的三元共聚物。

本发明提供了一种催化剂组合物，包括席夫碱三价钴化合物、席夫碱二价钴化合物和助催化剂；

所述夫碱三价钴化合物为式(I)～式(III)所示化合物中的一种或多种：

式(I)～式(III)中，R₁～R₆独立地选自脂肪族基团，M1-～M3^-独立地选自阴离子基团；

所述夫碱二价钴化合物为式(IV)～式(VI)所示化合物中的一种或多种：

式(IV)～式(VI)中，R₇～R₁₂独立地选自脂肪族基团；

所述助催化剂包括双(三苯基正膦基)氯化铵、4-二甲氨基吡啶、N-甲基咪唑、三环己基膦、四甲基溴化铵和四丁基溴化铵中的一种或多种。

优选的，所述R₁～R₁₂独立地选自C₁～C₁₀的脂肪族基团。