一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：(1)将二异氰酸酯和端羟基聚醚溶于溶剂中，随后加入催化剂，在60

【技术实现步骤摘要】
一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及可降解材料
，具体涉及一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯是一类由异氰酸酯和多元醇反应，形成分子结构中含有氨基甲酸酯基团的嵌段共聚物。聚氨酯具有高弹性，耐化学性，耐老化等优点，以塑料、泡沫、弹性体和胶粘剂等形式，广泛应用于多种领域。尽管聚氨酯有很多优点，但制备聚氨酯的原材料大多依赖于不可再生的石油资源，它仍然存在一些缺点，包括生物相容性差和生物毒性大等，这将导致严重的环境污染问题，违背绿色可持续发展的理念。
[0003]为缓解高分子材料对不可再生资源的依赖，研究者尝试将可再生的生物质资源引入聚氨酯材料的制备中。我国有着丰富的可再生资源，有利于开发和制备性能各异、应用广泛且可降解的聚氨酯材料。随着石油资源的枯竭，生物基聚氨酯材料将会成为未来高分子材料重要的发展方向。
[0004]传统的热固性聚氨酯材料作为一种体型聚合物，其稳定的三维交联网络结构使材料失去了可溶可熔的特性，其回收循环使用相较于线形高分子材料要困难得多。为了赋予材料快速降解性能和加强可持续性，本专利技术将酸敏性基团六氢三嗪环引入到含槲皮素结构的聚氨酯的制备中。这类特殊的结构在酸性条件可以快速分解，从而赋予热固性聚氨酯降解再利用性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯及其制备方法，以解决现有技术制得的热固性聚氨酯材料降解条件苛刻，降解时间过长等问题。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯，包含以下结构：
[0008][0009]进一步地，所述槲皮素基可降解热固性聚氨酯的制备原料包括端羟基聚醚、二异氰酸酯、催化剂、扩链剂、流平剂和溶剂。
[0010]进一步地，所述的端羟基聚醚包括聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷
‑
环氧丙烷共聚物、聚四氢呋喃中的一种或者多种，端羟基聚醚的数均分子量为1000
‑
4000。
[0011]进一步地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4
‑
环己基
‑
二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或者多种组合以任意比例组合。
[0012]进一步地，所述催化剂包括有机铋催化剂、有机锡催化剂中的一种。
[0013]进一步地，所述扩链剂包括槲皮素、羟乙基均六氢三嗪中的一种或两种以任意比例混合。
[0014]进一步地，所述流平剂包括二氧化硅。
[0015]进一步地，所述溶剂包括四氢呋喃、二甲基亚砜、N
‑
N二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的一种或者几种。
[0016]本专利技术还提供一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)将二异氰酸酯和端羟基聚醚溶于溶剂中，随后加入催化剂，在60
‑
120℃下加热搅拌反应0.5
‑
4h，得到a阶预聚物；
[0018](2)将步骤(1)中得到的a阶预聚物中加入扩链剂，在60
‑
120℃下加热搅拌反应0.5
‑
4h，最后再加入流平剂，搅拌均匀，制得混合物；
[0019](3)将步骤(2)中制得的混合物倾倒在四氟乙烯模具中，室温静置4
‑
10h，再将其平放在烘箱中，在80
‑
110℃下固化12
‑
24h，最终获得固化的槲皮素基可降解热固性聚氨酯。
[0020]进一步地，所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯能在含酸类物质的醇类溶剂中降解，所述的酸类物质包括磷酸、盐酸、硫酸、醋酸、硝酸中的一种或多种，所述的醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇中的一种或多种。
[0021]本专利技术有益效果：
[0022](1)本专利技术提供了一种由生物基槲皮素为骨架，制备槲皮素基可降解热固性聚氨酯的方法，对构建高性能生物基聚氨酯材料，具有重要的参考意义。
[0023](2)本专利技术提供的槲皮素基可降解热固性聚氨酯具有良好的热稳定性，初始热分解温度可达到97.1℃以上。
[0024](3)本专利技术提供的槲皮素基可降解热固性聚氨酯具有良好的力学性能，断裂伸长率可达到319％以上，杨氏模量可达0.7Mpa以上。
[0025](4)本专利技术提供的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，以槲皮素为原料，可以缓解当前聚氨酯材料对石化能源依赖的问题，有利于促进资源节约和环境可持续发展。
[0026](5)本专利技术提供的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，引入了具有酸敏性的六氢三嗪基团，使得材料在稀酸、常温下条件下即可具有良好的降解性能，且降解时间短，降解产物可回收使用。
[0027](6)本专利技术的制备方法操作简单，条件温和，且通过对原料配比的调整即可获得性能各异的聚氨酯材料。
【附图说明】
[0028]图1为槲皮素基可降解热固性聚氨酯的ATR
‑
FTIR谱图。
[0029]图2为不同NCO/OH比制备的Que
‑
PU膜的TG曲线图。
[0030]图3为不同NCO/OH比制备的Que
‑
PU膜的DSC曲线图。
[0031]图4为不同NCO/OH比制备的Que
‑
PU膜的的降解前后对比图。
[0032]图5为不同
‑
OH摩尔比制备的Que
‑
PU膜的TG曲线图。
[0033]图6为不同
‑
OH摩尔比制备的Que
‑
PU膜的DSC曲线图。
[0034]图7为不同
‑
OH摩尔比制备的Que
‑
PU膜的的降解前后对比图。
【具体实施方式】
[0035]为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本专利技术的实施例来进一步说明本专利技术的技术方案，但本专利技术并非局限在实施例范围内。
[0036]本专利技术的槲皮素基可降解热固性聚氨酯的合成如下所示：
[0037][0038]该槲皮素基可降解热固性聚氨酯的制备原料包括端羟基聚醚、二异氰酸酯、催化剂、扩链剂、流平剂和溶剂。
[0039]下面通过更具体的实施例加以说明。
[0040]1.实验部分
[0041]1.1实验步骤
[0042]将异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇
‑
2000溶于四氢呋喃中，并加入催化剂，80℃下加热搅拌反应1h，得到二异氰酸酯预聚物；随后二异氰酸酯预聚物中加入扩链剂槲皮素和羟乙基均六氢三嗪，80℃下加热搅拌反应，最后再加入流平剂，搅拌均匀。将预聚物倾倒在四氟乙烯模具中，室温静置6h，再将其平放在烘箱中，90℃下固化12h，最终获得固化的槲皮素基可降解热固性聚氨酯薄膜。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，包含以下结构：2.根据权利要求1所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，所述槲皮素基可降解热固性聚氨酯的制备原料包括端羟基聚醚、二异氰酸酯、催化剂、扩链剂、流平剂和溶剂。3.根据权利要求2所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，所述的端羟基聚醚包括聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷
‑
环氧丙烷共聚物、聚四氢呋喃中的一种或者多种，端羟基聚醚的数均分子量为1000
‑
4000。4.根据权利要求2所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4
‑
环己基
‑
二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或者多种组合以任意比例组合。5.根据权利要求2所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，所述催化剂包括有机铋催化剂、有机锡催化剂中的一种。6.根据权利要求2所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，所述扩链剂包括槲皮素、羟乙基均六氢三嗪中的一种或两种以任意比例混合。7.根据权利要求2所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯，其特征在于，所述流平剂包括二氧化硅。8.根据权利要求2所述的槲皮素基可降解热固性聚氨酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：严石静，韩莹莹，张炎，郑宇，荣伟庆，沈向阳，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：