[发明专利]一种低分子量二氧化碳-氧化环己烯的共聚物及其制备方法、环氧封端的聚碳酸环己烯酯

说明书

本发明提供了一种低分子量二氧化碳‑氧化环己烯共聚物，具有式(I)所示的结构。本发明采用低聚卟啉铝催化剂以及特定的制备路线催化二氧化碳和氧化环己烯共聚，制备得到了分子量可控的低分子量聚碳酸环己烯酯。本发明又对聚碳酸环己烯酯的末端基团进行环氧化改性，得到环氧封端的聚碳酸环己烯酯，得到了一种可生物降解且性能优秀的二氧化碳基环氧树脂，从而实现对二氧化碳的高值化利用和对传统石油基环氧树脂的替代，并且具有生物降解的特点。而且聚碳酸环己烯酯主体为脂环结构、碳酸酯基团和醚基团，脂环结构能够对聚合物提供一定的刚性和韧性，并且耐腐蚀，碳酸酯结构提供了材料的生物降解性能，醚键提供了分子链的柔性。

技术领域

本发明属于二氧化碳基生物可降解涂料/粘结剂技术领域，涉及一种二氧化碳基共聚物及其制备方法、环氧封端的聚碳酸环己烯酯及其应用，尤其涉及一种低分子量二氧化碳-氧化环己烯的共聚物及其制备方法、环氧封端的聚碳酸环己烯酯及其应用。

背景技术

热固性环氧树脂因为具有较好的综合力学性能、优异的绝缘性、较好的粘结力、较小的收缩率和较好的稳定性，作为涂料、胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装、浇筑材料等在化工、机械、电子、航空航天等领域得到广泛应用。传统环氧树脂以双酚A等石化产品作为原料，对化石能源产生巨大的消耗，且难以回收，对资源造成巨大的浪费，且污染环境。因此开发一种可再生资源为原料且可生物降解的环氧树脂具有重要意义。

目前，生物基环氧树脂作为当前研究的热点，主要是以生物来源的化合物通过后续反应修饰得到环氧基团，作为环氧树脂使用，作为取代传统石油基的材料。虽然生物基资源的来源广泛，但生物基资源的纯化步骤往往较为繁琐，而且往往需要多步后修饰后才能达到使用标准，使得产品的成本增加。而二氧化碳作为一种温室气体，同时也是一种可再生碳氧资源，二氧化碳在化学工业的高值化利用是近年来的研究热点。在合适的催化剂催化下可以与环氧化合物共聚得到聚合物实现对二氧化碳的固定并赋予其经济价值和环保价值，目前二氧化碳和环氧丙烷的共聚产物聚碳酸丙交酯(PPC)已经作为一种可生物降解的产品实现了工业化生产，并且在地膜和食品包装方面具有广泛的应用。而二氧化碳与氧化环己烯的共聚物--聚碳酸环己烯酯(PCHC)虽然具有较高的玻璃化转变温度和机械强度，但断裂伸长率较差，难以直接进行加工利用。

因此，如何得到高性能的PCHC材料，实现对其应用是二氧化碳基材料领域的一个研究重点，也是领域内诸多具有前瞻性的研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种低分子量二氧化碳-氧化环己烯的共聚物及其制备方法，本发明提供了一种低分子量二氧化碳-氧化环己烯的共聚物，不仅具有较好的综合性能，而且可以得到可生物降解且性能优秀的二氧化碳基环氧树脂，实现对传统石油基环氧树脂的替代。

本发明提供了一种低分子量二氧化碳-氧化环己烯共聚物，具有式(I)所示的结构；

其中，x为1～70；y为1～40；n为2～6；

R₁选自

优选的，所述低分子量的二氧化碳-氧化环己烯共聚物的数均分子量为500～10000；

所述二氧化碳-氧化环己烯共聚物为聚碳酸环己烯酯；

所述x为1～30；

所述y为1～10。

本发明提供了一种低分子量二氧化碳-氧化环己烯共聚物的制备方法，包括以下步骤：

1)在二氧化碳气氛下，将氧化环己烯、催化剂、助催化剂和起始剂进行反应后，得到具有式(I)所示的结构的低分子量二氧化碳-氧化环己烯共聚物；

其中，x为1～70；y为1～40；n为2～6；