一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯弹性体材料的制备方法技术领域。本发明专利技术的弹性体是将香草醛和氢氧化钠溶于乙醇中，然后加入1,2

【技术实现步骤摘要】
一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯弹性体材料的制备方法
，涉及到一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，由多异氰酸酯和多元醇聚合物等经过加成聚合反应生成，最主要基团为氨基甲酸酯键，其次为醚、酯、脲等，具有高强度、抗撕裂、耐磨损等优点，被广泛应用于医疗、服装、电器、交通等领域。聚氨酯是高聚物，耐久性良好，在自然条件下不易降解，环保性差，加剧环境污染问题。然而，现阶段大多数聚氨酯都来源于石油资源，而石油资源是一种不可再生资源，伴随着其储量的日益减少，必然会造成来源于石油资源的高分子材料成本的不断升高。因此在当前石油资源日益枯竭的形势下，迫切需要使用其他来源的原料生产聚氨酯，减少对石油资源的依赖。寻找可持续、优质、廉价、无毒的石油代替品是聚合物工业存在和发展的关键，开发具有可再生资源和拥有的可比性能的替代品尤为重要。大力发展生物基可再生单体具有很好的发展前景并且符合高分子工业的绿色可持续发展战略。
[0003]天然香草醛是从香草兰花荚中提取的成分之一，广泛应用于食品工业。然而，在工业中使用的货车不是采购天然香草醛，以减少天然香草醛是昂贵的生产成本。合成香草醛是以石油原料和木材等生物材料为工业生产的。在生物材料中，木质素是一种很有前途的材料，因为它是造纸工业的副产品。在所有已知的可再生生物资源中，木质素是唯一一种大体积的可再生资源(第二丰富的天然可再生材料；仅制浆造纸工业每年就生产5000万吨)，它含有芳香化合物，可以构建高性能聚合物，唯一商业化的纸浆木质素单芳香族化合物香草醛已经显示出巨大的潜力，可作为生物基热固性树脂的关键中间体。
[0004]随着社会的发展，对于绿色环保概念加深，石油资源对环境的危害，聚合物的难自然降解造成污染。聚合物的降解，残余物的重新利用，节约资源，有利于社会的可持续发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决传统的合成聚氨酯降解难，石油资源消耗大问题，提供了一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法。该方法的原料廉价易得，反应过程较为简单，不需要太苛刻的反应条件，亚胺结构较多，分解条件温和，分解速率快，芳香结构也有助于材料热稳定性能、机械性能的提高。
[0006]本专利技术首先提供一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体，其结构式如下：
[0007][0008]其中，m的取值范围为9
‑
17，n的取值范围为11
‑
14。
[0009]本专利技术还提供一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：将香草醛和氢氧化钠溶于乙醇中，然后加入1,2
‑
二溴乙烷和相转移催化剂碘化钾反应，得到双醛化合物(VV)；
[0011]步骤二：将步骤一得到的双醛化合物(VV)和乙醇胺混合反应，得到反应产物聚氨酯扩链剂(EVV)；
[0012]步骤三：将步骤二得到的聚氨酯扩链剂与聚酯或聚醚多元醇、催化剂二月桂酸二丁基锡及异氰酸酯反应，得到具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体(PUI)。
[0013]优选的是，所述的步骤一中香草醛:1,2
‑
二溴乙烷:氢氧化钠:碘化钾的摩尔比为2:1:2:0.05。
[0014]优选的是，所述的步骤一的反应温度为60
‑
80℃，反应时间为24
‑
48h。
[0015]优选的是，所述的步骤二中双醛化合物(VV)和乙醇胺的摩尔比为1:2。
[0016]优选的是，所述的步骤二的反应温度为50
‑
70℃，反应时间为3
‑
5h。
[0017]优选的是，所述的步骤三的聚氨酯扩链剂:聚酯或聚醚多元醇:异氰酸酯:二月桂酸二丁基锡摩尔比为4:2:6:0.003。
[0018]优选的是，所述的步骤三的反应温度为40
‑
70℃，反应时间为3
‑
6h。
[0019]本专利技术的有益效果
[0020]本专利技术提供一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法，本专利技术制备的聚氨酯，主要原料来源于可再生资源，廉价环保节能，整个反应过程简单低毒；利用香草醛和作为制备聚氨酯扩链剂的原材料，其芳香结构有助于提高材料的热稳定性及机械性能；香草醛的醛基与乙醇胺易形成亚胺键，可使聚氨酯弹性体具备温和降解条件及高降解速率，在20℃5％乙二胺溶液条件下，该材料在4h内可快速置换分解，所得到的聚氨酯弹性体具有环保性。
附图说明
[0021]图1为实施例1具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体扩链剂前驱体的核磁共振氢谱图。
[0022]图2为实施例1具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体扩链剂的核磁共振氢谱图。
[0023]图3为实施例1及对比例1
‑
3中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体与扩链剂及MDI异氰酸酯的红外光谱图。
[0024]图4为实施例1及对比例1
‑
3中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的拉伸应力
‑
应变曲线图。
[0025]图5为实施例1及对比例1
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3中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的热重分析曲线图。
[0026]图6为实施例1及对比例1
‑
3中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的差示扫描量热曲线图。
[0027]图7为实施例1及对比例1
‑
3中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的热机械分析储能模量曲线图。
[0028]图8为实施例1及对比例1
‑
3中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的热机械分析tanδ曲线图。
[0029]图9为实施例1中具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的降解过程图。
具体实施方式
[0030]本专利技术首先提供一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体，其结构式如下：
[0031][0032]其中，m的取值范围为9
‑
17，n的取值范围为11
‑
14。
[0033]本专利技术首先提供一种含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
[0034]步骤一：将香草醛和氢氧化纳溶于乙醇中，然后加入1，2
‑
二溴乙烷和相转移催化剂碘化钾反应，所述的步骤一中香草醛:1,2
‑
二溴乙烷:氢氧化钠:碘化钾的摩尔比为2:1:2:0.05。所述的反应温度优选为60
‑
80℃，反应时间优选为24
‑
48h，反应结束后洗涤干燥得到聚氨酯扩链剂前驱体(VV)；所述的香草醛和1，2
‑
二溴乙烷的摩尔比优选为2:1；反应过程如下：
[0035][0036]步骤二：将步骤一得到的聚氨酯扩链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体，其特征在于，其结构式如下：其中，m的取值范围为9
‑
17，n的取值范围为11
‑
14。2.根据权利要求1所述的一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将香草醛和氢氧化钠溶于乙醇中，然后加入1,2
‑
二溴乙烷和相转移催化剂碘化钾反应，得到双醛化合物；步骤二：将步骤一得到的双醛化合物和乙醇胺混合反应，得到反应产物聚氨酯扩链剂；步骤三：将步骤二得到的聚氨酯扩链剂与聚酯或聚醚多元醇、催化剂二月桂酸二丁基锡及异氰酸酯反应，得到具有含亚胺结构的可降解聚氨酯弹性体。3.根据权利要求2所述的一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中香草醛:1,2
‑
二溴乙烷:氢氧化钠:碘化钾的摩尔比为2:1:2:0.05。4.根据权利要求2所述的一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖凌寒，张佳良，敖玉辉，王瑞强，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：