一种二氧化碳和α-蒎烯衍生物共聚制备聚碳酸酯的方法

摘要

本发明公开一种二氧化碳和α-蒎烯衍生物共聚制备聚碳酸酯的方法，属于高分子材料领域。以四齿席夫碱金属配合物SalenMX为主催化剂，双（三苯基膦）氯化铵或4-二甲氨基吡啶等为助催化剂构成催化体系，在二氧化碳压力为2.0~5.0MPa条件下分别将两种α-蒎烯衍生物与二氧化碳共聚得到呈交替结构的聚碳酸酯材料。本发明工艺简单、原料α-蒎烯价廉易得，且可再生，具有催化效率高、共聚物分子量大且分布窄等优点，聚合得到的聚碳酸酯具有良好的生物降解、生物相容等特点，可用于农业、生物医学等行业。

主权项

1.一种二氧化碳和α-蒎烯衍生物共聚制备聚碳酸酯的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）α-蒎烯衍生物的制备，α-蒎烯衍生物为 α-环氧蒎烷或者环氧冰片烯，制备方法如下： α-环氧蒎烷的制备将等摩尔的碳酸钠、三氯甲烷和质量百分比浓度为93%的α-蒎烯放入反应器内，边搅拌边滴加等摩尔的质量百分比浓度为30~35%的过氧乙酸，其中反应温度为30~35℃，反应时间为1.5~3.0小时，产物加水后用三氯甲烷萃取1~3次，萃取液用饱和氯化钠和饱和硫代硫酸钠溶液交替洗涤至中性，溶液经无水硫酸钠干燥后，减压蒸馏收集75~77℃、2.0KPa的馏分得产物α-环氧蒎烷；环氧冰片烯的制备将α-蒎烯加入反应器内，在-10℃~-5℃下通入干燥氯化氢气体，待反应器内液体全部转化为固体后停止通气，得固体粗产物，再依次加入二甲基甲酰胺和叔丁醇钠至固体粗产物完全溶解，在80~140℃下搅拌2~3小时后停止反应，产物用蒸馏水洗涤至中性后，产物加水后再用石油醚萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥后，把溶剂蒸发完后得到晶体冰片烯，将冰片烯溶于二氯甲烷后放入反应器内，边搅拌边滴加间氯过氧苯甲酸的二氯甲烷溶液，其中冰片烯和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:2~1:3，反应0.5~1.0 小时后，产物依次用质量百分比浓度为10%碳酸钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤至水层无色，溶液经无水硫酸镁干燥后，把溶剂蒸发完以后，柱层析得到环氧冰片烯；（2）聚碳酸酯的制备 将高压反应釜在真空下干燥4~6小时，其中干燥温度为100~120℃，干燥期间用二氧化碳置换2~4次，然后在真空下将反应釜降至室温，在氮气保护下称取主催化剂和助催化剂，再加入α-蒎烯衍生物，然后加入甲苯溶剂搅拌待反应物完全溶解，将溶液转移到高压反应釜中，其中α-蒎烯衍生物、主催化剂和助催化剂的摩尔比为500:1:1~2000:1:1，然后缓慢充入2.0~5.0MPa的二氧化碳，其中反应温度为30~90℃，反应时间为4~24小时，反应终止后取出聚合物粗产品，溶于二氯甲烷，再加入乙醇使聚合物沉淀，重复3~5次沉淀过程至上层液体澄清，沉淀在真空下干燥至恒重，得聚碳酸酯。