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【技术实现步骤摘要】
本申请属于压敏胶材料,具体涉及一种基于二氧化碳的可降解压敏胶材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、co2是引起温室效应的主要气体,同时也是一种廉价、易得、无毒且丰富的碳资源。在各国节能减排和碳达峰、碳中和的要求下,如何对其高效、合理的资源化利用变得至关重要。
2、相关技术中,将co2和环氧丙烷(po)共聚制备出具有良好的氧阻隔性、生物相容性且可生物降解的聚碳酸亚丙酯(ppc),不仅实现了对co2的资源化利用,还缓解了日益严重的白色污染问题。ppc具有良好的气体阻隔性和抗氧化性,是一种高度生物相容和可降解的热塑性聚合物,其可以在自然条件下或经后处理降解为水、co2、ch4和其他无害化合物。但是co2和po二元共聚所得的ppc在热性能和力学性能上存在诸多不足,通常通过三元共聚引入第三单体,来改善其热性能和力学性能。将带有功能性的第三单体直接引入ppc链节中,可开发出具有独特功能性的可降解材料。
3、压敏胶是指在压力作用下能够粘附到物体表面的软聚合物材料。然而,现有的压敏胶材料来源于化石资源,以全碳链为骨架,通常降解性很差,这使其后处理十分困难,造成环境污染。亟需开发基于二氧化碳的可降解压敏胶材料。
技术实现思路
1、本申请通过将第三单体、环氧丙烷和co2进行三元共聚,制备可降解、具有胶粘性的聚碳酸亚丙酯,可用作压敏胶材料来制备可降解的压敏胶;解决了现有技术中压敏胶材料降解性差,后处理困难的问题。
2、为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案予以实现
3、本申请提供一种基于二氧化碳的可降解压敏胶材料,其化学结构如式(1)所示:
4、
5、其中,n为正整数,且102≤n≤215。
6、本申请的另一方面,提供上述二氧化碳的可降解压敏胶材料的制备方法,包括:
7、在压力为2~4mpa的co2气氛中,使二乙酰基-l-酒石酸酐与环氧化物在催化剂作用下发生反应,得到胶状产物;
8、从胶状产物中收集基于二氧化碳的可降解压敏胶材料。
9、在一些实施方案中,所述环氧化物为环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷或环氧环己烷中的任意一种或多种的混合物。
10、在一些实施方案中,所述催化剂为钴金属催化剂。
11、在一些实施方案中,所述环氧化物与所述二乙酰基-l-酒石酸酐的摩尔比为100:(1~5)。
12、在一些实施方案中,所述催化剂与二乙酰基-l-酒石酸酐的摩尔比为(1~6):1000。
13、在一些实施方案中,所述共聚反应的温度为20~40℃,时间为8~14h。
14、在一些实施方案中,所述从胶状产物中收集基于二氧化碳的可降解压敏胶材料,包括:
15、向胶状产物中加入hcl的无水乙醇溶液,再将胶状产物用二氯甲烷溶解得到聚合物溶液;将聚合物溶液用甲醇沉淀3~5次,收集析出的聚合物,干燥后即得二氧化碳的可降解压敏胶材料。
16、本申请的第三方面,提供上述可降解压敏胶材料或上述制备方法制备的可降解压敏胶材料在压敏胶中的应用。
17、本申请的第四方面,提供一种可降解压敏胶粘剂,所述压敏胶包括上述可降解压敏胶材料或上述制备方法制备的可降解压敏胶材料。
18、与现有技术相比,本申请的有益效果为:
19、本申请的基于二氧化碳的可降解压敏胶材料,分子中具有二乙酰基-l-酒石酸酐和co2的交替共聚结构,一方面降低了所述基于二氧化碳的可降解压敏胶材料的玻璃化转变温度,使其能更好的润湿待粘接物体的表面,从而产生更强的范德华力,提高粘合性;另一方面,二乙酰基-l-酒石酸酐和co2的交替共聚结构中的大量酯基进一步提高了其粘合性。本申请的基于二氧化碳的可降解压敏胶材料可完全生物降解,在消耗二氧化碳温室气体,缓解温室效应的同时,极大的减小了传统压敏胶对生态环境的影响。
20、本申请的基于二氧化碳的可降解压敏胶材料的制备方法,在二氧化碳和环氧丙烷的聚合反应中添加二乙酰基-l-酒石酸酐,聚合反应中二氧化碳和二乙酰基-l-酒石酸酐竞争插入使ppc的结构发生重排,形成更稳定的交替共聚物ppcd,有效的阻止了聚合物链的断裂与脱离,从而提高了热稳定性,使得基于二氧化碳的可降解压敏胶材料具有窄分子量分布,且产率高。
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1.一种基于二氧化碳的可降解压敏胶材料,其特征在于,其化学结构如式(1)所示:
2.一种根据权利要求1所述的基于二氧化碳的可降解压敏胶材料的制备方法,其特征在于,包括:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述环氧化物为环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷或环氧环己烷中的任意一种或多种的混合物。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂为钴金属催化剂。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述环氧化物与所述二乙酰基-L-酒石酸酐的摩尔比为100:(1~5)。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂与二乙酰基-L-酒石酸酐的摩尔比为(1~6):1000。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述共聚反应的温度为20~40℃,时间为8~14h。
8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述从胶状产物中收集基于二氧化碳的可降解压敏胶材料,包括:
9.权利要求1所述的可降解压敏胶材料或权利要求2-8任一项所述的制备方法制备的可降解压
10.一种可降解压敏胶粘剂,其特征在于,包括权利要求1所述的可降解压敏胶材料或权利要求2-8任一项所述的制备方法制备的可降解压敏胶材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化碳的可降解压敏胶材料,其特征在于,其化学结构如式(1)所示:
2.一种根据权利要求1所述的基于二氧化碳的可降解压敏胶材料的制备方法,其特征在于,包括:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述环氧化物为环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷或环氧环己烷中的任意一种或多种的混合物。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂为钴金属催化剂。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述环氧化物与所述二乙酰基-l-酒石酸酐的摩尔比为100:(1~5)。
6.根据权利要求2所述的制备方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王文珍,李鸿玖,司马文龙,范峥,贾新刚,刘双,
申请(专利权)人:西安石油大学,
类型:发明
国别省市:
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