【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脂肪族聚碳酸酯及其制备方法。
技术介绍
1、不可降解塑料的大量使用引发了严重的环境污染问题，寻找替代的可生物降解塑料制品逐渐成为各国关注及研发的热点。其中，可生物降解聚合物脂肪族聚碳酸酯(apcs)因其在可降解农用地膜、一次性食品包装袋和生物医学、固态电解质等领域具有广泛的应用前景而受到了人们的普遍关注，且这类材料可以间接由工业废气co2转化得到，从而提高资源的循环利用率。但是，apcs的主链是脂肪烃，分子间作用力较小，这使得其玻璃化温度和力学性能都比较低，极大限制了它的应用范围。
2、通过共聚改性增加聚合物分子链中刚性单元的含量，如对苯二甲酸、环己烷二甲酸等，是改善脂肪族聚碳酸酯性能的有效的手段。相关研究也表明，上述刚性单元的引入可以显著提升apcs的热学性能，如玻璃化转变温度，热稳定性以及力学性能。但是，以上所有不可降解单元的引入虽然提高了apcs的热和力学性能，但却在一定程度上牺牲了apcs优异的降解性能。因此需要开发设计结构新颖的apcs，使其在保持原有优良降解能力的前提下，赋予其优异的热力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有脂肪族聚碳酸酯无法实现在保证降解性能其的前提下增加它的热性能和力学性能的问题，进而提供一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯及其制备方法。
2、一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，它由碳酸二元酯、生物基的含环醚结构的刚性二醇和二元醇共聚得到；
3、所述的生物基的含环醚结构的刚性二醇为2,
4、所述的生物基的含环醚结构的刚性二醇与二元醇的总摩尔数与碳酸二元酯的摩尔比为1:(1～2.5)；所述的生物基的含环醚结构的刚性二醇与二元醇的摩尔比为1:(0.7～19)。
5、一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，它是按以下步骤进行：
6、一、将碳酸二元酯、2,5-二羟甲基四氢呋喃、二元醇及酯交换催化剂置于反应釜中，然后通入氮气，在反应温度为80℃～200℃的条件下，酯交换反应2h～6h，得到脂肪族聚碳酸酯的预聚物；
7、二、向脂肪族聚碳酸酯的预聚物中加入缩聚催化剂，然后在温度为190℃～240℃的真空条件下，缩聚反应2h～7h，最后纯化，得到含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯。
8、本专利技术的有益效果是：
9、本专利技术先在惰性气体气氛及酯交换催化剂的作用下，将碳酸二元酯、生物基含环醚结构的刚性2,5-二羟甲基四氢呋喃(thfdm)以及二元醇逐步升温完成酯交换反应，将所有副产物全部蒸出，得到脂肪族聚碳酸酯的预聚物；再向其中加入缩聚催化剂，在真空条件下进行缩聚反应，直到出现weissenberg效应，反应结束，最后将得到的聚合物纯化操作。用该方法得到的脂肪族聚碳酸酯重均分子量在60000g/mol～80000g/mol，分子量分布为1.1～2.2。
10、本专利技术在脂肪族聚碳酸酯主链中引入含有环醚结构的单元，在保持脂肪族聚碳酸酯原有优良降解能力的前提下，提高其热学(如玻璃化转变温度，热稳定性)和力学性能(如拉伸强度)，拓宽应用范围。
11、本专利技术是一种含环醚结构的生物基共聚碳酸酯的制备方法，可以解决现有脂肪族聚碳酸酯无法实现在保证其降解性能的前提下，增加它的热学和力学性能的问题。
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1.一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于它由碳酸二元酯、生物基的含环醚结构的刚性二醇和二元醇共聚得到；
2.根据权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于所述的碳酸二元酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯。
3.根据权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于所述的二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇或1,4-环己烷二甲醇。
4.根据权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于所述的含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为50000g/mol～80000g/mol，分子量分布为1.1～2.2。
5.如权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：
6.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于步骤一中所述的酯交换催化剂为乙酸锌、乙酸镁、二
7.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于步骤一中所述的酯交换催化剂的摩尔数与2,5-二羟甲基四氢呋喃和二元醇的总摩尔数之比为1mmol:(0.25～2)mol；步骤二中所述的缩聚催化剂的摩尔数与2,5-二羟甲基四氢呋喃和二元醇的总摩尔数之比为1mmol:(0.25～2)mol。
8.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于步骤一中将温度先由80℃～100℃升温至120℃～130℃，并在温度为120℃～130℃的条件下保持0.5h～1h，再将温度由120℃～130℃升温至150℃～160℃，并在温度为150℃～160℃的条件下保持0.5h～1h，然后将温度由150℃～160℃升温至190℃～200℃，并在温度为190℃～200℃的条件下保持1h～4h。
9.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于步骤二中向脂肪族聚碳酸酯的预聚物中加入缩聚催化剂，压强在1.5h内逐渐降低至≤50Pa，然后将温度先由190℃～200℃升温至210℃～220℃，并在温度为210℃～220℃的条件下保持0.5h～1h，然后将温度由210℃～220℃升温至230℃～240℃，并在温度为230℃～240℃的条件下保持1.5h～6h。
10.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于步骤二中所述的纯化具体是利用氯仿、四氢呋喃、甲醇和乙醇中的一种或几种组合进行纯化。
...【技术特征摘要】
1.一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于它由碳酸二元酯、生物基的含环醚结构的刚性二醇和二元醇共聚得到；
2.根据权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于所述的碳酸二元酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯。
3.根据权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于所述的二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇或1,4-环己烷二甲醇。
4.根据权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯，其特征在于所述的含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的重均分子量为50000g/mol～80000g/mol，分子量分布为1.1～2.2。
5.如权利要求1所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：
6.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征在于步骤一中所述的酯交换催化剂为乙酸锌、乙酸镁、二丁基氧化锡、钛酸四丁酯和乙酰丙酮钠中的一种或其中几种的组合；步骤二中所述的缩聚催化剂为二氧化钛、三氧化二锑、钛酸四丁酯、乙酰丙酮钠、乙酸钾、乙酸钠和乙酸锌中的一种或其中几种的组合。
7.根据权利要求5所述的一种含生物基环醚结构的脂肪族共聚碳酸酯的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓东，杨烨鑫，焦丹花，于化童，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：
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