CN108164688A - 一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法 - Google Patents

一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108164688A
CN108164688A CN201711294989.1A CN201711294989A CN108164688A CN 108164688 A CN108164688 A CN 108164688A CN 201711294989 A CN201711294989 A CN 201711294989A CN 108164688 A CN108164688 A CN 108164688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
monomer
poly ester
catalyzing
dye
degradable poly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711294989.1A
Other languages
English (en)
Inventor
许泳行
林丽苗
李忠
刘金文
吴静姝
张敏
苗磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan University
Original Assignee
Foshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan University filed Critical Foshan University
Priority to CN201711294989.1A priority Critical patent/CN108164688A/zh
Publication of CN108164688A publication Critical patent/CN108164688A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
    • C08G63/08—Lactones or lactides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/64—Polyesters containing both carboxylic ester groups and carbonate groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C08G63/82—Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/823—Preparation processes characterised by the catalyst used for the preparation of polylactones or polylactides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20—General preparatory processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20—General preparatory processes
    • C08G64/30—General preparatory processes using carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2230/00—Compositions for preparing biodegradable polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

本发明属于高分子材料领域，公开了一种自染色催化合成可降解聚酯材料的制备方法。该方法主要以席夫碱金属配合物同时作为催化剂和染色剂，一步法自染色催化合成可降解聚酯材料。本发明将席夫碱金属配合物应用于交酯类单体、内酯类单体、环状碳酸酯类单体的均聚或共聚反应，制备所得聚合物分子量为8,000～150,000，单体的转化率可达100％。该合成工艺可调控所制得的聚合物的颜色为白色、黄色、红色、褐色、或黑色等，无需后续染色工艺。本发明原料成本低廉、利用率高，合成工艺简单，为聚交酯、聚内酯、聚碳酸酯等可降解聚酯材料的推广应用开拓了新的途径。

Description

一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种自染色催化合成可降解聚酯材料的制备方法。
背景技术
随着工业经济的高速发展，石油资源的过度使用和环境污染等问题已逐渐凸显。其中不可降解的石油基塑料制品(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等)的大量使用已造成严重的“白色污染”。这些塑料废弃物在覆盖我们的土地，阻碍了植物的生长，悬浮于湖泊表面，造成鱼类的缺氧死亡。在我国生活垃圾的主要处理方式是填埋，其中石油基塑料制品的降解时间约为200年，这对我们人类生存环境非常不利。针对以上问题，开发具有生物可降解、生物相容性的生物基塑料代替传统塑料显得极为迫切。聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚丁内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚碳酸亚乙酯等可降解聚酯材料的生产使用，比相应的石油基纤维可减少20-50％的化石燃料资源，并且具有良好的机械性能、热性能以及生物可降解和生物相容性。
传统的聚合物染色工艺是通过添加无机颜料或有机颜料，从而实现对材料的着色。添加这些着色剂对聚合物材料的各项性能造成影响，同时为了达到着色效果要求着色剂比较要均匀分散，这增加生产的工艺步骤，提高成本，而且往往会带来环保问题。为了简化工艺、提高效率，我们以自带颜色的席夫碱金属配合物为催化剂和染色剂，一步法合成具有相应颜色的可降解聚酯材料。
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，该方法一步法实现聚合物的合成与着色，过程简单、成本低廉，且所制得产物的热性能、机械性能和着色效果等均优于现有的合成工艺和染色工艺，为聚交酯、聚内酯、聚碳酸酯等可降解聚酯材料的推广应用开拓了新的途径。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，该方法是以席夫碱金属配合物作为催化剂和染色剂，将酯类单体通过均聚或共聚反应一步法自染色催化合成可降解聚酯材料；所述酯类单体为交酯类单体、内酯类单体、环状碳酸酯类单体中的一种以上；所得聚酯材料的分子量为8,000～150,000，单体的转化率达100％。
所述席夫碱金属配合物的金属中心元素为锌、铁、镁、铝。席夫碱配体和金属盐在室温下搅拌反应即可得到席夫碱金属配合物，且产物的颜色只需要通过更换金属盐的种类(锌盐、铁盐、镁盐、或铝盐)即可改变。
所述交酯类单体优选为丙交酯和乙交酯中的一种或两种，所述内酯类单体优选为丁内酯和己内酯中的一种或两种，所述环状碳酸酯类单体优选为三亚甲基碳酸酯和碳酸亚乙酯的一种或两种。
若反应时投入一种单体则为均聚反应，若反应时投入多种单体则为共聚反应。
上述自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，具体包括以下步骤：将酯类单体和席夫碱金属配合物投入反应器中，先抽真空，再充入氮气保护，然后发生聚合反应，从而得到聚酯材料。
所述聚合反应的温度为80～110℃，优选85℃；反应时间为5～30小时，优选12小时。
所得聚酯材料的分子量为8,000～150,000，单体的转化率达100％。
所得聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚丁内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚碳酸亚乙酯，或者它们的共聚物，其颜色为白色、黄色、红色、褐色或黑色。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明提供了一种自染色催化合成可降解聚酯材料的制备方法，该方法一步法实现聚合物的合成与着色，且所制得产物的热性能、机械性能和着色效果等均优于现有的合成工艺和染色工艺。
2、本发明以自带颜色的席夫碱金属配合物为催化剂和染色剂，所得的可降解聚酯材料的分子量为8,000～150,000，聚合产物的颜色可为白色、黄色、红色、褐色、或黑色。
3、席夫碱配体和金属盐在室温下搅拌反应即可得到席夫碱金属配合物，且产物的颜色只需要通过更换金属盐的种类(锌盐、铁盐、镁盐、或铝盐)即可改变。
4、本发明原料成本低廉、利用率高，合成工艺简单，为可降解聚酯材料的推广应用开拓了新的途径。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合的方式进一步对本发明进行阐述，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改变和调整，均属于本发明的保护范围。
本发明方法将席夫碱金属配合物、以及一种或两种单体和投入反应釜中，先抽真空、充氮气重复三次，然后开始搅拌、加热至设定温度，开始聚合反应。聚合反应结束后，将反应釜内聚合产物取出，取样进行相关结构和性能测试，该聚合产物即为自染色的可降解聚酯材料，单体转化率均达到95％以上。
实施例1～14给出上述制备方法中，在使用不同的席夫碱金属配合物，以及投入不同单体、改变单体的投料摩尔比、反应条件等参数下，制备所得自染色的可降解聚酯材料，具体如表1和表2所示，同时对实施例1～14制备所得自染色的可降解聚酯材料结构和性能的测试，结果如表1和表2所示。
表1各实施例自染色可降解聚酯材料的反应参数及产物组分、结构测定
表2各实施例自染色可降解聚酯材料的反应参数及产物组分、结构测定
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：该方法是以席夫碱金属配合物作为催化剂和染色剂，将酯类单体通过均聚或共聚反应一步法自染色催化合成可降解聚酯材料；所述酯类单体为交酯类单体、内酯类单体和环状碳酸酯类单体中的一种以上；所得聚酯材料的分子量为8,000～150,000，单体的转化率达100％。
2.根据权利要求1所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：所述席夫碱金属配合物的金属中心元素为锌、铁、镁、铝。
3.根据权利要求1所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：所述交酯类单体为丙交酯和乙交酯中的一种或两种，所述内酯类单体为丁内酯和己内酯中的一种或两种，所述环状碳酸酯类单体为三亚甲基碳酸酯和碳酸亚乙酯的一种或两种。
4.根据权利要求1所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：若反应时投入一种单体则为均聚反应，若反应时投入多种单体则为共聚反应。
5.根据权利要求1所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于具体包括以下步骤：将酯类单体和席夫碱金属配合物投入反应器中，先抽真空，再充入氮气保护，然后发生聚合反应，从而得到聚酯材料。
6.根据权利要求5所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：所述聚合反应的温度为80～110℃，反应时间为5～30小时。
7.根据权利要求5所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：所述聚合反应的温度为85℃，反应时间为12小时。
8.根据权利要求5所述一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法，其特征在于：所得聚酯材料为聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯、聚丁内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚碳酸亚乙酯，或者它们的共聚物，其颜色为白色、黄色、红色、褐色或黑色。
CN201711294989.1A 2017-12-08 2017-12-08 一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法 Pending CN108164688A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711294989.1A CN108164688A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711294989.1A CN108164688A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108164688A true CN108164688A (zh) 2018-06-15

Family

ID=62525516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711294989.1A Pending CN108164688A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108164688A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115521329A (zh) * 2022-08-30 2022-12-27 山东理工大学 用于丙交酯开环聚合的催化剂及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1217024A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-26 Montefibre S.p.A. Process for the preparation of spinnable and dyeable polyester resins
CN101291975A (zh) * 2005-10-31 2008-10-22 利兹大学 新颖的催化材料及其在制备聚合材料中的用途
CN105367763A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 南京工业大学 一种开环聚合制备聚酯的方法
CN106700055A (zh) * 2016-11-11 2017-05-24 佛山科学技术学院 一种含功能化基团的聚碳酸酯‑聚酯材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1217024A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-26 Montefibre S.p.A. Process for the preparation of spinnable and dyeable polyester resins
CN101291975A (zh) * 2005-10-31 2008-10-22 利兹大学 新颖的催化材料及其在制备聚合材料中的用途
CN105367763A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 南京工业大学 一种开环聚合制备聚酯的方法
CN106700055A (zh) * 2016-11-11 2017-05-24 佛山科学技术学院 一种含功能化基团的聚碳酸酯‑聚酯材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115521329A (zh) * 2022-08-30 2022-12-27 山东理工大学 用于丙交酯开环聚合的催化剂及其制备方法和应用
CN115521329B (zh) * 2022-08-30 2023-08-15 山东理工大学 用于丙交酯开环聚合的催化剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103865047B (zh) 一种全降解的多嵌段共聚物的合成方法及其产品
CN103649168B (zh) 颜色稳定的生物可降解的脂肪族-芳香族共聚酯、其制造方法及制品
CN106831843A (zh) 不对称n,n’‑双(水杨醛)缩邻苯二胺铝化合物的制备方法与应用
Idage et al. Ring opening polymerization of dilactide using salen complex as catalyst
CN103649167A (zh) 颜色稳定的生物可降解的脂肪族-芳香族共聚酯、其制造方法和制品
CN104311805B (zh) 含环状糖醇结构的可完全生物降解脂肪族共聚酯及制备方法
CN104119518A (zh) 生物有机胍盐催化法合成聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）的方法
CN107022068B (zh) ε-己内酯和L-丙交酯共聚催化剂及共聚方法
CN105368023B (zh) 易立构复合结晶的超分子立体嵌段聚乳酸及其制备方法
CA3051600A1 (en) 2,5-furandicarboxylic acid-based polyesters
CN108164688A (zh) 一种自染色催化合成可降解聚酯材料的方法
CN101538361A (zh) 环酯类化合物聚合催化剂及制法和应用
CN107964092A (zh) 生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的催化剂及其制备方法和应用
CN105367763A (zh) 一种开环聚合制备聚酯的方法
CN105418900B (zh) 聚丁二酸丁二醇酯与聚乳酸嵌段共聚物的制备方法
US10344122B2 (en) Preparing method of aliphatic polycarbonate
Li et al. Lipase-catalyzed ring-opening copolymerization of ω-pentadecalactone and δ-valerolactone by reactive extrusion
CN102660008B (zh) 脂肪族-芳香族共聚酯与pla嵌段共聚物、生产方法、用途及含有该嵌段共聚物的组合物
CN110256657A (zh) 一种脂肪族-芳香族共聚酯及其制备方法
CN101367919B (zh) 一种钛硅催化剂及其制备方法与应用
CN106700055A (zh) 一种含功能化基团的聚碳酸酯‑聚酯材料及其制备方法
CN105524262B (zh) 一种聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇)酯及其聚乳酸嵌段共聚物的制备方法
CN105131269A (zh) 环保型钛-磷配位复合催化剂的制备方法及采用该催化剂的pbs生产方法
CN103772666B (zh) 一种聚酯改性聚丙烯酸酯树脂及其制备方法
CN110615888A (zh) 一种光敏可生物降解聚酯及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180615

RJ01 Rejection of invention patent application after publication