[发明专利]脂肪族聚碳酸酯-g-聚苯乙烯接枝聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种脂肪族聚碳酸酯‑g‑聚苯乙烯接枝聚合物及其制备方法。用二氧化碳与环氧氯丙烷反应合成脂肪族聚碳酸酯，再用脂肪族聚碳酸酯与2,2,6,6‑四甲基哌啶‑1‑氧基反应生成TEMPO官能化的脂肪族聚碳酸酯，将TEMPO官能化的脂肪族聚碳酸酯作为苯乙烯接枝的大分子引发剂，与苯乙烯接枝得到主链为脂肪族聚碳酸酯和侧链为聚苯乙烯的脂肪族聚碳酸酯‑g‑聚苯乙烯接枝聚合物。该制备方法制得的接枝聚合物的热稳定性相比于脂肪族聚碳酸酯的热稳定性得到了较高的提升，为开发制备功能性脂肪族聚碳酸酯提供了一种简便，可控的方法；基于此还可以开发并用于改性一些重要的其他含氯聚合物和用于制备其他功能性脂肪族聚碳酸酯。

技术领域

本发明属于功能性脂肪族聚碳酸酯接枝型聚合物制备技术领域，涉及一种脂肪族聚碳酸酯-g-聚苯乙烯接枝聚合物；本发明还涉及该聚合物的制备方法。

背景技术

二氧化碳（CO₂）是自然界中最丰富的气体之一，也是大气的一部分，大气中新增的二氧化碳主要来源于含碳物质发生的化学反应（包括燃烧、分解等）以及动、植物的新陈代谢过程。普通二氧化碳气体用途广泛，主要用于化工生产、石油开采、农业生产、钢铁生产和机械加工等领域。近年来全球对二氧化碳排放量的问题日益重视，对二氧化碳回收技术的研究也不断增多，二氧化碳作为一种廉价易得的优质碳源，对它的利用十分重要。其中通过二氧化碳和环氧化合物反应制备的脂肪族聚碳酸酯是一类有希望的材料。这类脂肪族聚碳酸酯在生物、医学和农业应用方面也具有广泛的应用前景。

基于脂肪族聚碳酸酯的一些优异性能，如良好的降解性，生物相容性，较低的热分解温度等，对扩展脂肪族聚碳酸酯的化学/生物学性质有极大的帮助。接枝脂肪族聚碳酸酯后期改性常用的一种方法。通过接枝引入新结构单元是改变脂肪族聚碳酸酯性能的有效方法。大多数提供接枝位点的化合物主要是双键，三键，羟基和叠氮化物等，这些是非常常见的功能基团。目前对二氧化碳与环氧氯丙烷反应生成的脂肪族聚碳酸酯的后期改性研究少有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种脂肪族聚碳酸酯-g-聚苯乙烯接枝聚合物。

本发明的另一个目的是提供一种上述聚合物的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种脂肪族聚碳酸酯-g-聚苯乙烯接枝聚合物，其化学结构式为：

式中：p与(n-p)的比例为p : (n-p) = (45-50) : 1；是指脂肪族聚碳酸酯链中重复单元与发生接枝聚苯乙烯的脂肪族聚碳酸酯的重复单元比例；m 100，是指聚苯乙烯重复链段大于100。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种上述脂肪族聚碳酸酯-g-聚苯乙烯接枝聚合物的制备方法，具体为：

1）按10mL环氧氯丙烷需用0.2g催化剂的比例，分别取催化剂和用4Å分子筛浸泡过的环氧氯丙烷，催化剂加入高压反应釜中，在100～120℃的温度下真空干燥10～12h，冷却至室温，与反应釜顶旋紧，继续抽真空30～50min，真空状态下迅速吸入所取的环氧氯丙烷，充入压力3～5MPa的二氧化碳，得第一反应液；将高压反应釜置于温度为40～80℃环境中磁力搅拌反应24～48h，冷却至室温，释放剩余的二氧化碳，得第一粗产物；

2）用二氯甲烷溶解第一粗产物，离心除去催化剂，然后加入甲醇进行沉淀，用二氯甲烷溶解沉淀生成的沉淀物，再加入甲醇进行沉淀，重复该溶解和沉淀过程3～4次，完全除去单体和催化剂，在60～80℃的温度下真空干燥，得脂肪族聚碳酸酯（P(CO₂/ECH)）；

二氧化碳与环氧氯丙烷通过开环共聚合反应生成脂肪族聚碳酸酯P(CO₂/ECH)的反应方程式：