[发明专利]一种耐拉伸聚碳酸酯的制备方法

说明书

本发明提供了一种耐拉伸聚碳酸酯的制备方法，所述方法包括在催化剂存在的条件下，使脂肪族环氧烷烃、环状环氧烷烃和二氧化碳进行共聚反应，其中所述环状环氧烷烃和脂肪族环氧烷烃的摩尔比为1:(0.1‑0.4)。通过改变共聚反应条件，制备具有不同聚酯聚醚含量的聚碳酸酯，从而制备具有良好的拉伸性能的聚碳酸酯材料。

技术领域

本发明属于环保高分子材料技术领域，具体涉及一种耐拉伸聚碳酸酯的制备方法。

背景技术

二氧化碳(CO₂)作为一种常见的石化工业副产物，资源丰富、价廉易得、稳定安全，是一种理想的化工C1合成原料，且CO₂的过量排放容易造成环境污染，因此有效利用CO₂从而减少排放在如今变得尤为重要。自从1969年Inoue等人第一次使用CO₂和环氧丙烷(PO)共聚合成脂肪族聚碳酸酯(APC)以来，CO2与环氧化物的共聚研究得到广泛关注。

APC中柔性链段的存在使其具有较好的柔韧性，而羰基的存在则增强了APC的刚性，并且酯基使得APC具有良好的降解性能，因此APC可以应用在化学、生物、物理等各个领域。聚乙烯碳酸酯(PEC)具有较好的生物降解性和生物相容性，可以体内降解，常用作医用材料，如手术缝合线、药物释放载体等。聚丙烯碳酸酯(PPC)阻隔性能较好，能阻隔空气中的气体和水分，可用作食品保鲜材料。薄膜材料等。APC的加入还可增强其它材料的韧性和强度，可被用作增韧增强剂，环氧树脂中添加PPC，显著增强了树脂的强度和韧性。丁苯橡胶(SBR)中加入PPC进行共混，显著增强了橡胶的强度。与此同时，还可使用APC制备具有优异性能的聚氨酯材料。APC的制备方法主要光气法、酯交换法、环状碳酸酯开环聚合法和CO₂/环氧化物共聚法。其中，CO2/环氧化物共聚法是固定化CO₂的一种有效方法，不仅可以保护环境，还可以缓解石油能源的短缺问题，具有非常大的发展潜力和工业化应用前景。

目前，研究较多的多为二元共聚产物，虽然PEC具有良好生物降解性和生物相容性，韧性较好，但是其拉伸强度以及热稳定性能较差；而对聚环己烯碳酸酯(PCHC)的研究发现PCHC的拉伸强度虽然较高，但是韧性较差，脆性较大，难以加工成型，这些都限制了它们的应用。

为了提高材料的性能，人们采用了许多方法。具体如将聚合物基体与其它高分子材料、无机填料填充和共混来进行物理改性，开发出更多性能优异的聚碳酸酯的复合材料，但是该方法造成分散相的颗粒尺寸较大，使得其复合后的材料的相容性较差，容易发生两相分离。另一方面通过封端、交联和引入第三单体等化学改性方法，也可提高聚合物的性能，其中引入第三单体，采用三元共聚，不仅操作简单，而且可以有效弥补二元共聚产物性能上的不足，提高聚合物的性能。

综上所述，APC性能优异，用途广泛，具有重要的研究价值。

发明内容

为了调控聚碳酸酯中聚酯聚醚的含量，制备具有耐拉伸性能的聚碳酸酯，本发明提供了一种耐拉伸聚碳酸酯的制备方法，通过改变共聚反应条件，制备具有不同聚酯聚醚含量的聚碳酸酯，从而制备具有良好的拉伸性能的聚碳酸酯材料。

本发明的第一方面提供了一种耐拉伸聚碳酸酯的方法，所述方法包括在催化剂存在的条件下，使脂肪族环氧烷烃、环状环氧烷烃和二氧化碳进行共聚反应，其中所述环状环氧烷烃和脂肪族族环氧烷烃的摩尔比为1:(0.1-0.4)。

根据本发明的一些实施方式，所述环状环氧烷烃和脂肪族族环氧烷烃的摩尔比为1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4以及它们之间的任意值。

根据本发明的一些实施方式，所述环状环氧烷烃和脂肪族族环氧烷烃的摩尔比为1:(0.2-0.3)

根据本发明的一些实施方式，所述肪族环氧烷烃选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷、环氧己烷和环氧辛烷中的一种或多种。