一种脂肪族共聚碳酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子合成技术领域，具体公开了一种脂肪族共聚碳酸酯及其制备方法。该脂肪族共聚碳酸酯，含有式(1)所示的结构单元和式(2)所示的结构单元；其中，R1为C3‑

【技术实现步骤摘要】
一种脂肪族共聚碳酸酯及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子合成
，具体涉及一种脂肪族共聚碳酸酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]脂肪族聚碳酸酯有着优异的可生物降解性、生物相容性以及良好的物理化学性质等特点，其降解速率低于脂肪族聚酯，降解后生成小分子的醇类、水溶性的碳酸二酯以及二氧化碳，可以作为生物医用材料使用，也为传统不可降解的聚合物使用后造成的资源浪费和环境污染问题提供了新的解决方案。脂肪族聚碳酸酯由于存在长线性的分子链结构，因此玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)相对较低，影响其在使用过程中的稳定性，使脂肪族聚碳酸酯难以推广应用。聚碳酸丁二醇酯(PBC)是典型的脂肪族聚碳酸酯，机械性能优异，其原料来源丰富、成本低，有利于大规模生产，但仍然存在热学性能较低的问题，因此当前的研究重点是对其进行改性，通过改变分子链结构进一步提高其热学性能。
[0003]专利技术专利CN103204987B公开了一种由碳酸二苯酯、1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二醇(HD)共聚得到的脂肪族聚碳酸酯，其数均分子量Mn为108600g
·
mol
‑1。但是，其玻璃化转变温度和熔融温度较低，在较高温度下对机械性能不利。
[0004]文献报道的1,6
‑
己二醇(J.Macromol.Sci.A,2011,48,583
‑
594)和1,10
‑
癸二醇(DD)(RSC Adv.2015,5,2213r/>‑
2222)等线性长链单体与DMC和BD共聚得到共聚碳酸酯PBHC和PBDC，其热稳定性随着HD或DD含量的增加逐步提高，但长链单体的引入使得PBHC和PBDC的Tm和Tg相比于PBC反而有所降低。
[0005]专利技术专利CN102746504B公开了一种由碳酸二甲酯、异山梨醇、1,4
‑
丁二醇共聚得到的无规共聚碳酸酯，其数均分子量Mn为28000g
·
mol
‑1，Tg＝118℃。但是，但是由异山梨醇聚合得到的共聚碳酸酯颜色容易发黄，可能还需要对变色问题进行处理。
[0006]专利技术专利CN103265689B公开了一种由碳酸二甲酯、1,4
‑
丁二醇、对苯二甲酸二甲酯共聚得到的脂肪族聚碳酸酯与芳香族聚酯共聚物，其数均分子量Mn为58400g
·
mol
‑1。但是，含有芳香环结构的化合物难以降解，会降低聚合物的可生物降解性。
[0007]因此，如何提供一种脂肪族共聚碳酸酯，提高该聚合物的熔点、玻璃化转变温度以及热稳定性等性能，是目前研究的重点。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于：解决现有技术的不足，提供一种脂肪族共聚碳酸酯及其制备方法，本专利技术将特定的脂环族单体引入到脂肪族聚碳酸酯分子链中，得到了新型的脂肪族共聚碳酸酯。本专利技术中的聚合物具有较高的熔点、玻璃化转变温度以及热稳定性等性能，具有较好的热学性能。
[0009]本专利技术的目的之一是提供一种脂肪族共聚碳酸酯，含有式(1)所示的结构单元和式(2)所示的结构单元；
[0010][0011]其中，R1为C3‑
C
10
的亚烷基，R2为脂环族基团。
[0012]根据本专利技术，R1为C3‑
C
10
的亚烷基，在本专利技术一种优选的实施方式中，R1为C3‑
C
10
的直链亚烷基即R1为优选为C4、C6、C8、C
10
的直链亚烷基。
[0013]根据本专利技术，R2为脂环族基团，可以有多种选择，在本专利技术一种优选的实施方式中，所述的R2选自以下脂环族基团中的一种或多种：
[0014][0015]本专利技术中，
[0016][0017]各结构式中
①
、
②
处为共价键。
[0018]在本专利技术一种更加优选的实施方式中，R2选自选自
[0019]中的一种。
[0020]根据本专利技术，式(1)所示的结构单元和式(2)所示的结构单元在所述脂肪族共聚碳酸酯的摩尔量的选择范围较宽，在本专利技术一种优选的实施方式中，以所述脂肪族共聚碳酸酯中结构单元的总摩尔量为100％计，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
90％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
90％。
[0021]在本专利技术一种更加优选的实施方式中，当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
80％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为20％
‑
90％；当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
80％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为20％
‑
90％；当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
60％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为40％
‑
90％；当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
70％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为30％
‑
90％。在上述优选的实施方式中，本专利技术的脂肪族共聚碳酸酯显示出更高的玻璃化转变温度，具有更好的热学性能。
[0022]根据本专利技术，优选地，以所述脂肪族共聚碳酸酯中结构单元的总摩尔量为100％计，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
90％，
[0023]当R2为时，优选为10％
‑
80％，例如可以为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％，以及任意两数值或者任意两数值之间的任意区间；当R2为
时，优选为10％
‑
80％，例如可以为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％，以及任意两数值或者任意两数值之间的任意区间；当R2为时，优选为10％
‑
60％，例如可以为10％、20％、30％、40％、50％、60％，以及任意两数值或者任意两数值之间的任意区间；当R2为时，优选为10％
‑
70％，例如可以为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％，以及任意两数值或者任意两数值之间的任意区间。
[0024]根据本专利技术，优选地，以所述脂肪族共聚碳酸酯中结构单元的总摩尔量为100％计，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
90％，
[0025]当R2为时，优选为20％
‑
90％，例如可以为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％，以及任意两数值或者任意两数值之间的任意区间；当R2为时，优选为20％
‑
90％，例如可以为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％，以及任意两数值或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脂肪族共聚碳酸酯，含有式(1)所示的结构单元和式(2)所示的结构单元；其中，R1为C3‑
C
10
的亚烷基，R2为脂环族基团。2.根据权利要求1所述的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于：R1为C3‑
C
10
的直链亚烷基，优选为C4、C6、C8、C
10
的直链亚烷基；和/或，所述的R2选自以下脂环族基团中的一种或多种：优选地，R2选自选自中的一种。3.根据权利要求1所述的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于：以所述脂肪族共聚碳酸酯中结构单元的总摩尔量为100％计，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
90％；式(2)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
90％；优选地，当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
80％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为20％
‑
90％；当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
80％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为20％
‑
90％；当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
60％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为40％
‑
90％；
当R2为时，式(1)所示的结构单元的摩尔含量为10％
‑
70％，式(2)所示的结构单元的摩尔含量为30％
‑
90％。4.根据权利要求1
‑
3之一所述的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于：所述脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为9
×
103‑
14
×
104，优选为2
×
104‑
14
×
104；优选地，当R2为时，所述脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为3
×
104‑
14
×
104；当R2为时，所述脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为8
×
104‑
14
×
104；当R2为时，所述脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为2
×
104‑
14
×
104；当R2为时，所述脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为3
×
104‑
14
×
104。5.根据权利要求1
‑
3之一所述的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于：所述脂肪族共聚碳酸酯的数均分子量为5
×
103‑8×
104，优选为1
×
104‑8×
104；和/或，所述脂肪族共聚碳酸酯的多分散系数为1.5
‑
2.1，优选为1.59
‑
1.89；优选地，当R2为时，所述脂肪族共聚碳酸酯的数均分子量为2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王公应，冉启鼎，李建国，王庆印，刘绍英，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学有限公司，
类型：发明
国别省市：