[发明专利]一种多氢键荧光扩链剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种多氢键荧光扩链剂及其制备方法，将侧基含多氢键结构的丙烯酰胺单体溶解在溶剂中，与二烷基醇胺的溶液发生迈克尔加成反应，除去溶剂后经纯化得到小分子固体粉末，它的分子结构中具有二羟基多氢键的侧基和叔胺基团，叔胺基团赋予其荧光性能。本发明拓宽了脂肪族二醇扩链剂的种类，制备了侧链含多氢键的荧光扩链剂，改善了传统含有叔胺小分子溶液荧光强度较弱的缺陷，可以用于聚氨酯、聚酯、聚碳酸脂等材料的扩链，从而提高材料的强度和韧性。

技术领域

本发明属于材料科学领域，更加具体地说，涉及一种多氢键荧光扩链剂，可用于促进聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯等材料的链增长。

背景技术

扩链剂是指含双官能度反应基团，在聚合物合成过程中起到扩链作用的小分子助剂，也叫“链增长剂”。扩链剂常用于聚氨酯、聚酯、聚碳酸脂等材料的合成中，能够显著改善材料的力学性能和加工性能。扩链剂是聚氨酯硬段中的重要组成部分，赋予了聚氨酯良好的弹性、强度、耐磨性以及耐热等优良性能。聚氨酯工业中常用的扩链剂包括脂肪族二醇、芳香族二醇、芳香族二胺，在水性聚氨酯中还会用到含羧基、磺酸基等亲水性扩链剂。常见脂肪族二醇扩链剂1，4-丁二醇(BDO)能够促进聚氨酯主链形成分子间氢键，因此提高了聚氨酯的力学性能。目前，聚氨酯生产中常用的扩链剂为直链脂肪族扩链剂，很少考虑到扩链剂的侧链氢键对聚氨酯加工性能以及力学性能的影响，而侧链氢键能够增加能量耗散进一步提高了聚氨酯的内聚能。此外，具有荧光性能的扩链剂尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多氢键荧光扩链剂及其制备方法，通过侧基的强氢键相互作用来提升聚氨酯、聚酯、聚碳酸脂等力学性能，同时这种扩链剂含有叔胺基团，还可赋予其荧光性能。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种多氢键荧光扩链剂及其制备方法拓宽了扩链剂的应用范围，在传统的脂肪族扩链剂基础上引入了侧链含多氢键的侧基。这种侧基含多氢键结构的扩链剂可以用于聚氨酯、聚酯、聚碳酸脂等材料的扩链，能够显著改善材料的力学性能和加工性能。同时，赋予其所制备的聚氨酯、聚酯、聚碳酸脂等材料具有荧光特性。

多氢键荧光扩链剂，在脂肪族二醇扩链剂上引入含多氢键结构的侧链，其结构式如下式所示：

其中，n为0-10的整数，优选2—6；m为0-10的整数，优选2—6；

R₁为CH₂或NH；

R₂为NH或O；

R₃为H或(CH₂)_kCH₃，k为0-100的整数，优选2—10。

一种制备多氢键荧光扩链剂的制备方法，按照下述步骤进行：将含多氢键结构的丙烯酰胺基单体与二烷基醇胺进行迈克尔加成反应，其中含多氢键结构的丙烯酰胺基单体的结构如下分子式所示：

m为0-10的整数，优选2—6；R₁为CH₂或NH；R₂为NH或O；R₃为H或(CH₂)_kCH₃， k为0-100的整数，优选2—10。

二烷基醇胺的结构如下化学式所示：

n为0-10的整数，优选2—6。

进行迈克尔加成反应时，选择溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷或者氯仿。