[发明专利]一种二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法

说明书

本发明属于聚合物制备技术领域，具体涉及一种二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法。该方法包括：使用金属羧酸盐/18‑C‑6催化体系催化二氧化碳和环氧化物共聚。该方法可以获得聚碳酸酯链段和聚醚链段的嵌段共聚物，可以得到Tsubgt;g/subgt;可达95.6℃的共聚物，扩大了共聚物的应用领域；且制备方法简单，反应条件比较温和。

技术领域

本发明属于聚合物制备技术领域，具体涉及一种二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法。

背景技术

聚酯(聚碳酸酯)都是可以替代来自石油或甲烷的碳氢聚合物的材料，具有可持续性、环境友好等优点，许多用于制备这些含氧聚合物的单体都是生物衍生的，或者将来可能是生物衍生的。这些含氧聚合物的化学反应更接近平衡，可以进行完全的和选择性的链式降解反应，或再生单体，或在某些情况下，允许生物降解。聚碳酸酯的制备可以利用CO₂作为参与共聚反应的单体原料，甚至回收废二氧化碳。环氧化物/CO₂的开环共聚为聚碳酸酯的制备提供了原子经济的途径，通过选择合适的催化剂，共聚反应可以高效、可控的进行，还允许可预测的聚合程度，基团控制以及更换不同结构的环氧化物获得不同范围的聚合物骨架和功能等。根据聚碳酸酯的结构和分子量值，可以应用于不同的领域，例如低分子量的端羟基聚碳酸酯可以作为聚氨酯的合成原料组分，高分子量的聚碳酸酯可以用于塑料、粘合剂或弹性体等。

目前，用于环氧化物/CO₂开环共聚的催化剂主要集中在金属配合物和/或亲核共催化剂(如PPNCl)，将金属配合物和共催化剂结合可以提高催化活性，但是金属配合物的合成十分具有挑战性，储存条件苛刻，容易变质，大大限制了聚合物在某些领域的应用。

发明内容

针对以上问题，本发明目的之一在于提供一种二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法，该方法是基于金属羧酸盐/18-C-6作为二元催化剂体系共同催化环氧化物/CO₂的开环共聚，可以获得聚碳酸酯链段和聚醚链段的嵌段共聚物，并且通过调节聚碳酸酯链段和聚醚链段的比例，可以得到不同T_g的共聚物；且制备方法简单，反应条件比较温和。

为了达到上述目的，本发明可以采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法，其包括：使用金属羧酸盐/18-C-6催化体系催化二氧化碳和环氧化物共聚。

本发明另一方面提供一种上述的二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法制备得到的共聚物。

本发明有益效果包括：本发明提供提供的二氧化碳和环氧化物共聚制备聚酯的方法可以获得聚碳酸酯链段和聚醚链段的嵌段共聚物，可以得到T_g可达95.6℃的共聚物，扩大了共聚物的应用领域；且制备方法简单，反应条件比较温和。

附图说明

图1为本发明实施例中使用的机械搅拌聚合反应釜的结构示意图；

图2为不同羧酸盐/18-C-6催化CHO/CO₂共聚的¹H NMR；

图3为(CH₃COO)₂Zn/不同原位配体催化CHO/CO₂共聚的¹H NMR；

图4为CO₂压力为4MPa下CHO转化率(a)、聚碳酸酯比率及选择性(b)随温度的变化；

图5为100℃下，CHO的转化率(a)、聚碳酸酯的比率及选择性(b)随压力的变化趋势；

图6为共聚物(添加BDM作为CTA)的¹H NMR；

图7为聚碳酸酯-b-聚醚共聚物的DOSY NMR谱图；