結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物及其制備方法，所述方法如下：將末端具有醇羥基的低分子量二氧化碳共聚物與堿金屬或堿金屬氫化物、以及環(huán)氧鹵代烷反應(yīng)生成環(huán)氧基封端的低分子量二氧化碳共聚物，再進一步與氯化銨和堿金屬疊氮化合物混合反應(yīng)，生成結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物。本發(fā)明能夠有效、精準地構(gòu)筑含有低分子量二氧化碳共聚物樹脂的多嵌段共聚合產(chǎn)物，減少溫室氣體二氧化碳的排放，有利于維護生態(tài)環(huán)境中碳循環(huán)平衡和持續(xù)發(fā)展。
【專利說明】結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Cl ick反應(yīng)的低分子量二氧化碳共
聚物及其制備方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物及其制備方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]二氧化碳是引起溫室效應(yīng)的罪魁，以二氧化碳與環(huán)氧化合物共聚為代表的二氧化碳共聚物具有規(guī)?；a(chǎn)的價值并有望在生物醫(yī)用和食品包裝等方面獲得應(yīng)用。其中，低分子量二氧化碳共聚物樹脂的應(yīng)用近年來引起人們的關(guān)注:申請?zhí)枮?01310229841.5的中國專利，公開了一種基于低分子量二氧化碳共聚物的可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)(RAFT)試劑及其制備方法；申請?zhí)枮?01310228554.2的中國專利，公開了一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑及其制備方法；申請?zhí)枮?01010224108.0的中國專利，公開了一種含有低分子量二氧化碳共聚物的聚羧酸系減水劑及其合成方法；申請?zhí)枮?00710055211.5的中國專利，公開了一種使用低分子量二氧化碳-環(huán)氧化合物共聚物制備全生物降解無紡布的方法。
[0003]另一方面，開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)廣泛用于聚合物和多組分嵌段聚合物的分子設(shè)計和可控構(gòu)筑，但結(jié)合了 Click反應(yīng)和開環(huán)聚合反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物及其制備方法尚未見報道。開展基于開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的的合成及聚合反應(yīng)研究，對于開辟新型碳源、減少溫室氣體的排放具有重大意義。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，在于提供一種結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物，此類聚合物能夠進一步有效、精準地構(gòu)筑含有低分子量二氧化碳共聚物樹脂的多嵌段共聚合產(chǎn)物，減少溫室氣體二氧化碳的排放，有利于維護生態(tài)環(huán)境中碳循環(huán)平衡和持續(xù)發(fā)展。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)上述技術(shù)問題之一的:
[0006]一種結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物，所述結(jié)合開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物是聚合物鏈段中含有羥基和疊氮基的低分子量二氧化碳共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式為以下分子結(jié)構(gòu)式中的至少一種:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)合開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物，其特征在于:所述結(jié)合開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物是聚合物鏈段中含有羥基和疊氮基的低分子量二氧化碳共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式為以下分子結(jié)構(gòu)式中的至少一種:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)試劑的低分子量二氧化碳共聚物，其特征在于:所述結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的數(shù)均分子量為300~30000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括如下步驟: 步驟一、室溫下，將末端具有醇羥基的低分子量二氧化碳共聚物溶于無水芳香烴溶劑中，配成3~50wt%的溶液,通氮氣后，加熱升溫至90~210°C,蒸出10~40wt%的溶劑,然后降溫至30°C ;在通氮氣及強力攪拌下，加入堿金屬或堿金屬氫化物反應(yīng)2~5h ;再加入環(huán)氧鹵代烷，在30~50°C下繼續(xù)反應(yīng)4~8h，接著將反應(yīng)體系在50~10(TC進行減壓蒸餾濃縮后，加入二氯甲烷溶劑將反應(yīng)混合物稀釋成3~60wt%的溶液，過濾后將濾液用5~30ml的水洗滌2~3次，再次旋蒸回收溶劑，將所得產(chǎn)物真空干燥至恒重，得到環(huán)氧基封端的低分子量二氧化碳共聚物樹脂EP-PPC-EP ； 步驟二、然后在室溫、攪拌及惰性氣體保護下，將EP-PPC-EP、氯化銨和堿金屬疊氮化鈉于有機溶劑中混合，所得溶液中環(huán)氧基封端的低分子量二氧化碳共聚物樹脂的含量為3~50wt% ;然后將溶液升溫至30~70°C反應(yīng)2~72h，得粗產(chǎn)物；粗產(chǎn)物經(jīng)透析分離-干燥至恒重，或甲醇沉淀、洗滌后，移入30°C真空干燥箱內(nèi)干燥至恒重，所得產(chǎn)物就是結(jié)合開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)試劑的低分子量二氧化碳共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟一中所述芳香烴為二甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯、甲苯、苯中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟一中所述堿金屬為鉀、鈉或鋰中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟一中所述環(huán)氧鹵代烷為環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧溴丙烷、環(huán)氧碘丙烷，1，2-環(huán)氧氯丁烷、I, 2-環(huán)氧溴丁烷、I, 2-環(huán)氧碘丁烷中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟一中所述有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟二中所述堿金屬疊氮化合物為疊氮化鈉、疊氮化鉀中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟一中各反應(yīng)物的物質(zhì)的量比為:末端具有醇羥基的低分子量二氧化碳共聚物/堿金屬或堿金屬氫氧化物或堿金屬氫化物/環(huán)氧鹵代烷=100/100 ~600/100 ~800。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合了開環(huán)聚合反應(yīng)和Click反應(yīng)的低分子量二氧化碳共聚物的制備方法，其特征在于:步驟二中，各反應(yīng)物的物質(zhì)的量比為:環(huán)氧基封端的低分子量二氧化碳共聚物樹脂/氯化銨/疊氮化鈉=100/100~400/100~900。
【文檔編號】C08G64/42GK103788360SQ201410008237
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】全志龍 申請人:華僑大學