[发明专利]马来酸酐共聚物/环氧丙烷/二氧化碳共聚一锅法制备交联聚碳酸亚丙酯的方法

说明书

本发明涉及马来酸酐共聚物/环氧丙烷/二氧化碳共聚一锅法制备交联聚碳酸亚丙酯的方法，属于二氧化碳共聚物材料领域；在二氧化碳(CO₂)/环氧丙烷(PO)聚合时，引入马来酸酐共聚物，一锅制备交联PPC。起交联作用的第三单体分子中含有的可以参与CO₂/PO共聚的环羧酸酐官能团的数量可调，调节所得交联PPC的交联度和物性。马来酸酐共聚物的引入不仅能增加催化效率，降低CO₂压力，聚合时间短，而且显著增强了PPC的热稳定性、力学强度和尺寸稳定性，克服了PPC材料热加工易分解和制品易变形问题，而且适当的交联度使聚合物仍然为热塑性，因此在塑料、橡胶领域具有良好应用前景；该方法提供的一锅法制备交联PPC的方法合成步骤少，制备工艺简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一锅法制备交联聚碳酸亚丙酯的方法，具体涉及马来酸酐共聚物/环氧丙烷/二氧化碳共聚一锅法制备交联聚碳酸亚丙酯的方法，属于二氧化碳共聚物材料领域。

背景技术

从CO₂和环氧丙烷(PO)催化共聚制备聚碳酸亚丙酯(PPC)材料，不仅使CO₂变废为宝，而且PPC属于可生物降解的环境友好高分子材料，具有优良的气体阻隔性，能用于低温保鲜膜、粘合剂、印刷和热封。但该PPC玻璃化转变温度低，尺寸稳定性差，导致室温下其制品容易变形，而且热加工时也容易分解，力学强度弱，限制其应用范围。

采取物理共混和化学方法可以改性PPC材料。物理共混的方法是在PPC中加入无机或另一种有机高分子来改性，该方法虽然操作简单，但其固有的相容性问题，经常使共混材料在使用过程中在相界面处发生破坏现象。化学改性可以从根本上改性二氧化碳共聚物，常用的是多元共聚和交联措施。多元共聚虽然能起到作用，但其它单体用量较多，结果削弱了利用二氧化碳碳资源的意义，而且用量较多有时降低聚合物降解性。交联措施能够在第二成分用量较少的前提下达到综合改性目的。如中国专利CN1775828公开了一种交联PPC的制备方法，通过环氧丙烷/烯丙基缩水甘油醚/二氧化碳(PO/AGE/CO₂)三元共聚在PPC分子链中引入5％摩尔双键，然后加入引发剂使双键发生交联制备交联PPC，可以提高PPC的尺寸稳定性，但该方法需要两步合成过程，工艺复杂。Song等人(J.Polym.Res.2009,16,91)采用两步法制备了交联PPC，先通过环氧丙烷/马来酸酐/二氧化碳(PO/MA/CO₂)共聚使PPC分子链中引入双键，然后加入引发剂过氧化二异丙苯使PPC发生交联。较多MA用量时可以提高PPC的热稳定性，但是聚合物产率和分子量都会降低。中国专利CN102746503、CN102775594和CN103601879分别公开了一种戊二酸锌催化CO₂和其它单体共聚制备交联型二氧化碳共聚物的方法，共聚物热稳定性和力学强度都得以提高，这些专利都没有提及聚合物的尺寸稳定性能，而且相对PO/CO₂二元共聚制备PPC，其它单体的引入有些降低催化效率，有些催化效率基本不变，并不能显著增加催化效率。虽然文献报道通过加入第三单体可以一步获得交联PPC，但是所用第三单体都是小分子化合物，能参与共聚反应的官能团数量有限，交联效果和物性调节窗口受限。

发明内容

本发明的目的是提供马来酸酐共聚物/环氧丙烷/二氧化碳共聚一锅法制备交联聚碳酸亚丙酯的方法，克服现有技术存在的不足，用简单的方法提高PPC的热稳定性、尺寸稳定性和力学强度。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

以环氧丙烷(PO)和二氧化碳(CO₂)分别为第一和第二单体，以马来酸酐共聚物为第三单体，以戊二酸锌为催化剂进行共聚反应；

具体的方法为：