脂肪族聚碳酸酯三元共聚物及其制备方法技术

本申请涉及一种脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，结构式如下式(I)：其中，a≥1，b≥1，c≥1，d≥1，且a、b、c以及d均为整数；R选自碳原子数量为2～8个的直链烷基、支链烷基或环烷基，X选自F、Cl、Br或I。基于二氧化碳和环氧化物共聚并引入第三单体环氧卤代丙烷反应得到的本申请的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，相比于常规的二氧化碳和环氧化物共聚材料，本申请的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物具有更好的力学性能、耐热性能以及阻燃性能，有利于拓宽二氧化碳和环氧化物共聚材料的应用领域。拓宽二氧化碳和环氧化物共聚材料的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
脂肪族聚碳酸酯三元共聚物及其制备方法


[0001]本申请涉及高分子材料合成
，特别是涉及脂肪族聚碳酸酯三元共聚物及其制备方法。

技术介绍

[0002]化石能源的大量开发和使用导致二氧化碳排放日益增加，由此引发一系列诸如海平面上升、气候变化、森林火灾等各类环境问题，当前，关于碳中和的研究越来越受到关注，碳中和的其中一条重要的路径是捕获和转化二氧化碳(CCUS)。二氧化碳的开发和综合利用一直是C1化学的重要研究方向，1969年，日本京都大学的井上祥平发现二氧化碳和环氧丙烷在二乙基锌和等摩尔水(ZnEt2‑
H2O)的催化作用下，可交替共聚反应生成聚碳酸亚丙酯(PPC)，从此二氧化碳与环氧化合物共聚的研究受到多方学者的广泛关注。但是目前常见的二氧化碳和环氧化合物共聚物在耐热性能、力学性能以及阻燃性能方面仍然具有较大局限性。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种提供基于二氧化碳和环氧化合物共聚，能够提高耐热性能、力学性能以及阻燃性能的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物及其制备方法。
[0004]本申请一实施例提供了一种脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，结构式如下式(I)：
[0005][0006]其中，a≥1，b≥1，c≥1，d≥1，且a、b、c以及d均为整数；
[0007]R选自碳原子数量为2～8个的直链烷基、支链烷基或环烷基，X选自F、Cl、Br或I。
[0008]在其中一个实施例中，所述R的结构式包括如下式(II)～式(V)中的任意一种：
[0009][0010]本申请一实施例还提供了一种如上述任一实施例中所述的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的制备方法，包括如下步骤：
[0011]将环氧卤代丙烷、环氧化物以及催化剂于第一溶剂中混合形成混合物，向所述混合物中通入二氧化碳，加热，进行聚合反应。
[0012]在其中一个实施例中，所述环氧卤代丙烷包括环氧氟丙烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷。
[0013]在其中一个实施例中，所述环氧化物的碳原子数量为2～8个；
[0014]可选地，所述环氧化物选自环氧环己烷、环氧丙烷、环氧乙烷或环氧丁烷。
[0015]在其中一个实施例中，所述催化剂包括烷基非金属化合物和季铵盐的组合物、双金属氰化物、金属卟啉化合物、烷基金属化合物以及稀土金属配合物中的一种或多种。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一溶剂包括甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氧六环、四氢呋喃以及碳酸二甲酯中的一种或多种。
[0017]在其中一个实施例中，所述环氧卤代丙烷与所述环氧化物的摩尔比为1:(1～20)；和/或
[0018]所述催化剂与所述环氧化物的摩尔比为1:(100～10000)；和/或
[0019]所述环氧化物与所述第一溶剂的体积比为(0.1～10):1；和/或
[0020]进行聚合反应的温度为40℃～100℃；和/或
[0021]进行聚合反应的时间为2h～40h；和/或
[0022]通入所述二氧化碳至反应压力为0.5MPa～8MPa。
[0023]在其中一个实施例中，还包括如下步骤：
[0024]使反应压力调整至常压，向聚合反应后的物料中加入第二溶剂析出所述脂肪族聚碳酸酯三元共聚物。
[0025]在其中一个实施例中，所述第二溶剂包括甲醇、乙醇以及丙醇中的或多种。
[0026]基于二氧化碳和环氧化物共聚并引入第三单体环氧卤代丙烷反应得到的本申请的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，相比于常规的二氧化碳和环氧化物共聚材料，本申请的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物具有更好的力学性能、耐热性能以及阻燃性能，有利于拓宽二氧化碳和环氧化物共聚材料的应用领域。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本申请，下面结合实施例对本申请进行更全面的描述。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029]除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0030]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0031]本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0032]本申请一实施例提供了一种脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，结构式如下式(I)：
[0033][0034]其中，a≥1，b≥1，c≥1，d≥1，且a、b、c以及d均为整数；
[0035]R选自碳原子数量为2～8个的直链烷基、支链烷基或环烷基，X选自F、Cl、Br或I。
[0036]基于二氧化碳和环氧化物共聚并引入第三单体环氧卤代丙烷反应得到的本申请的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，相比于常规的二氧化碳和环氧化物共聚材料，本申请的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物引入了卤原子，可以增强三元共聚物链段之间的氢键作用，进而使共聚物的具有更好的力学性能、耐热性能以及阻燃性能，有利于拓宽二氧化碳和环氧化物共聚材料的应用领域。
[0037]在其中一个实施例中，R的结构式包括如下式(II)～式(V)中的任意一种：
[0038][0039]本申请一实施例还提供了一种如上述任一实施例中的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的制备方法，包括如下步骤：
[0040]将环氧卤代丙烷、环氧化物以及催化剂于第一溶剂中混合形成混合物，向混合物中通入二氧化碳，加热，进行聚合反应。
[0041]可以理解地，制备得到的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的分子式如下式(I)：
[0042][0043]在其中一个实施例中，环氧卤代丙烷包括环氧氟丙烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷。环氧卤代丙烷作为单体加入到反应体系中，可以在脂肪族聚碳酸酯三元共聚产物的分子链上引入卤素原子，卤素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，其特征在于，结构式如下式(I)：其中，a≥1，b≥1，c≥1，d≥1，且a、b、c以及d均为整数；R选自碳原子数量为2～8个的直链烷基、支链烷基或环烷基，X选自F、Cl、Br或I。2.根据权利要求1所述的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物，其特征在于，所述R的结构式包括如下式(II)～式(V)中的任意一种：3.一种如权利要求1～2任一项所述的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将环氧卤代丙烷、环氧化物以及催化剂于第一溶剂中混合形成混合物，向所述混合物中通入二氧化碳，加热，进行聚合反应。4.根据权利要求3所述的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的制备方法，其特征在于，所述环氧卤代丙烷包括环氧氟丙烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷。5.根据权利要求3所述的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的制备方法，其特征在于，所述环氧化物的碳原子数量为2～8个；可选地，所述环氧化物选自环氧环己烷、环氧丙烷、环氧乙烷或环氧丁烷。6.根据权利要求3所述的脂肪族聚碳酸酯三元共聚物的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括烷基非金属化合物和季铵盐的组合物、双金属氰化物、金...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾露，李喜田，刘媛，李井秋，谢坚韧，许慧，于宗仟，张峻维，
申请(专利权)人：岳阳昌德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：