CN109851821B - 一种能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂及其溶解方法 - Google Patents

一种能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂及其溶解方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂及其溶解方法，其中，所述低共熔溶剂是以氯化胆碱作为氢键受体，以乙二醇作为氢键供体，氯化胆碱与乙二醇的摩尔比为1:2～1:16。本发明低共熔溶剂可以在无水环境下以较大的溶解度溶解超支化聚酯。本发明中的低共熔溶剂原料廉价易得，无毒无害；溶解方法简单高效，绿色环保；在超支化聚酯的溶液加工领域具有良好的应用前景。

Description

一种能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂及其溶解方法
技术领域
本发明涉及一种能够溶解高分子的新型绿色溶剂，特别涉及一种能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂及其溶解方法，属于高分子溶液加工领域。
背景技术
能够溶解高分子聚合物的溶剂是聚合物材料溶液加工的基础。绿色溶剂中的聚合物加工是材料加工领域的一个重要发展方向。
近年来出现的一种绿色溶剂—低共熔溶剂，具有合成简单，性质可调，不挥发，性质稳定，毒性低和可再生等优点，正在逐渐成为聚合物材料溶液加工中一个重要的溶剂选择。
超支化聚酯具有高度支化体系，对称的球型三维结构，且分子链之间不易发生缠绕，黏度低，不易结晶等特性，还具有合成方法简单，原料价格相对低廉的优点。超支化聚酯在高分子共混改性，改性环氧树脂，涂料合成与改性，生物及医药以及高分子膜材料中具有广泛的应用。
目前，超支化聚酯的溶液加工中一般采用的溶剂包括：乙醇，乙醇+水溶液，二氯甲烷，四氢呋喃，N,N-二甲基甲酰胺等。然而，这些溶剂普遍存在着有毒有害和常温溶解度较低等缺点。为了保证溶解度，一般需要升温溶解超支化聚酯。到目前为止，能够在温和条件下有效溶解超支化聚酯的溶剂是一个空白，这严重阻碍了超支化聚酯溶液加工技术的开发与应用。本发明中，能够在温和条件下有效溶解超支化聚酯材料的绿色溶剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂及其溶解方法。本发明低共熔溶剂能够在无水环境下有效溶解超支化聚酯，具有操作简单、过程绿色清洁、无污染等优点。
本发明能够有效溶解超支化聚酯的低共熔溶剂，是以氯化胆碱作为氢键受体，以乙二醇作为氢键供体。该低共熔溶剂能够在温和的无水环境下有效溶解超支化聚酯。
利用本发明低共熔溶剂溶解超支化聚酯的方法，包括如下步骤：
步骤1：将氯化胆碱、乙二醇、超支化聚酯分别在真空干燥箱中干燥；
步骤2：将氯化胆碱与乙二醇混合，置于298.15K下搅拌直至形成透明的均一溶液，即得低共熔溶剂；
步骤3：向步骤2所得低共熔溶剂中加入超支化聚酯，置于308.15K下搅拌直至形成透明的均一溶液即可。
步骤1中，所述超支化聚酯为H20、H30、H40中的一种。
步骤2中，氯化胆碱与乙二醇的摩尔比为1:2～1:16。
本发明中的能够在温和条件下有效溶解超支化聚酯材料的绿色溶剂原料廉价易得，溶解方法简单，能够替代传统的有毒有害的有机溶剂。
本发明确定了一种能够有效溶解超支化聚酯的新型绿色溶剂，对于超支化聚酯的溶液加工具有重要作用。
本发明与现有技术相比，有益效果体现在：
1、与有机溶剂相比，本发明中的低共熔溶剂能够在温和的条件下达到较高的溶解度。
2、该低共熔溶剂的原料是氯化胆碱和乙二醇，具有廉价易得和无毒无害的优点。
3、本发明的氯化胆碱-乙二醇溶剂属于无水体系，特别适合无水条件下的应用。
附图说明
图1为323.15K下，氯化胆碱与乙二醇摩尔比为1:4时，溶解质量分数分别为1％、3％、5％、10％的超支化聚酯。
图2是本发明实施例1-4，在温度308.15K、氯化胆碱与乙二醇不同摩尔比(1:2、1:4、1:8、1:16)下，对H20/H30/H40的溶解度曲线。从图2中可以看出，在308.15K下，氯化胆碱与乙二醇摩尔比为1:4时，最高分别能够溶解9wt％的BoltornH20，溶解11wt％的BoltornH30，溶解8wt％的BoltornH40。且在不同氯化胆碱与乙二醇摩尔配比下，对BoltornH30的溶解度最大，BoltornH40的溶解度最小，BoltornH20的溶解度介于两者中间。
图3是本发明实施例1-4，在温度323.15K、氯化胆碱与乙二醇不同摩尔比(1:2、1:4、1:8、1:16)下，对H20/H30/H40的溶解度曲线。从图3中可以看出，在323.15K下，氯化胆碱与乙二醇摩尔比为1:4时，最高分别能够溶解14wt％的BoltornH20，溶解16wt％的BoltornH30，溶解13wt％的BoltornH40。且在不同氯化胆碱与乙二醇摩尔配比下，对BoltornH30的溶解度最大，BoltornH40的溶解度最小，BoltornH20的溶解度介于两者中间。
图4分别是本发明实施例1-4，在温度338.15K、氯化胆碱与乙二醇不同摩尔比(1:2、1:4、1:8、1:16)下，对H20/H30/H40的溶解度曲线。从图4中可以看出，在338.15K下，氯化胆碱与乙二醇摩尔比为1:4时，最高分别能够溶解17wt％的BoltornH20，溶解19wt％的BoltornH30，溶解15wt％的BoltornH40。且在不同氯化胆碱与乙二醇摩尔配比下，对BoltornH30的溶解度最大，BoltornH40的溶解度最小，BoltornH20的溶解度介于两者中间。
具体实施方式
实施例1：BoltornH20/H30/H40溶解于摩尔比为1：2的氯化胆碱-乙二醇的低共熔溶剂
按氯化胆碱-乙二醇的摩尔比为1:2称取一定量的药品加入到100mL的螺口瓶中，将螺口瓶放置在298.15K的烘箱中，直至形成均一澄清透明的液体，即为低共熔溶剂；待冷却后，向所形成的低共熔溶剂分别加入三种不同质量分数的超支化聚酯，在308.15K的烘箱中持续加热，适当摇动螺口瓶，直到均一透明的溶液形成，室温下溶液性质稳定。在308.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:2)溶解4wt％，BoltornH30的溶解度有5wt％，BoltornH40的溶解度3wt％。在323.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:2)溶解8wt％，BoltornH30的溶解度有10wt％，BoltornH40的溶解度7wt％。在338.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:2)溶解12wt％，BoltornH30的溶解度有15wt％，BoltornH40的溶解度11wt％。
实施例2：BoltornH20/H30/H40溶解于摩尔比为1：4的氯化胆碱-乙二醇的低共熔溶剂
按氯化胆碱-乙二醇的摩尔比为1:4称取一定量的药品加入到100mL的螺口瓶中，将螺口瓶放置在298.15K的烘箱中，直至形成均一澄清透明的液体，即为低共熔溶剂；待冷却后，向所形成的低共熔溶剂分别加入三种不同质量分数的超支化聚酯，在308.15K的烘箱中持续加热，适当摇动螺口瓶，直到均一透明的溶液形成，室温下溶液性质稳定。在308.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:4)溶解9wt％，BoltornH30的溶解度有11wt％，BoltornH40的溶解度8wt％。在323.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:4)溶解14wt％，BoltornH30的溶解度有16wt％，BoltornH40的溶解度13wt％。在338.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:4)溶解17wt％，BoltornH30的溶解度有19wt％，BoltornH40的溶解度15wt％。
实施例3：BoltornH20/H30/H40溶解于摩尔比为1：8的氯化胆碱-乙二醇的低共熔溶剂
按氯化胆碱-乙二醇的摩尔比为1:8称取一定量的药品加入到100mL的螺口瓶中，将螺口瓶放置在298.15K的烘箱中，直至形成均一澄清透明的液体，即为低共熔溶剂；待冷却后，向所形成的低共熔溶剂分别加入三种不同质量分数的超支化聚酯，在308.15K的烘箱中持续加热，适当摇动螺口瓶，直到均一透明的溶液形成，室温下溶液性质稳定。在308.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:8)溶解8wt％，BoltornH30的溶解度有9wt％，BoltornH40的溶解度6wt％。在323.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:8)溶解11wt％，BoltornH30的溶解度有12wt％，BoltornH40的溶解度10wt％。在338.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:8)溶解15wt％，BoltornH30的溶解度有17wt％，BoltornH40的溶解度13wt％。
实施例4：BoltornH20/H30/H40溶解于摩尔比为1：16的氯化胆碱-乙二醇的低共熔溶剂
按氯化胆碱-乙二醇的摩尔比为1:16称取一定量的药品加入到100mL的螺口瓶中，将螺口瓶放置在298.15K的烘箱中，直至形成均一澄清透明的液体，即为低共熔溶剂；待冷却后，向所形成的低共熔溶剂分别加入三种不同质量分数的超支化聚酯，在308.15K的烘箱中持续加热，适当摇动螺口瓶，直到均一透明的溶液形成，室温下溶液性质稳定。在308.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:16)溶解6wt％，BoltornH30的溶解度有7wt％，BoltornH40的溶解度4wt％。在323.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:16)溶解8wt％，BoltornH30的溶解度有9wt％，BoltornH40的溶解度7wt％。在338.15K下，BoltornH20可以在氯化胆碱-乙二醇(1:16)溶解11wt％，BoltornH30的溶解度有12wt％，BoltornH40的溶解度10wt％。

Claims (1)

1.利用低共熔溶剂溶解超支化聚酯的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：将氯化胆碱、乙二醇、超支化聚酯分别在真空干燥箱中干燥；
步骤2：以氯化胆碱作为氢键受体，以乙二醇作为氢键供体，将氯化胆碱与乙二醇混合，氯化胆碱与乙二醇的摩尔比为1:2~1:16，置于298.15K下搅拌直至形成透明的均一溶液，即得低共熔溶剂；
步骤3：向步骤2所得低共熔溶剂中加入超支化聚酯，置于308.15K下搅拌直至形成透明的均一溶液即可；所述超支化聚酯为H20、H30、H40中的一种。
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