CN1159342C - 蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物及其制备方法和用途。在质量百分比为2～10%的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入氢氧化钠，使魔芋葡苷聚糖水溶液中氢氧化纳的浓度为5～20%，搅拌后滴加2～5倍于魔芋葡苷聚糖的苯甲酰氯，制得取代度为0.7～2.8，分子量为2万～40万的苯甲酸魔竽葡苷聚糖酯；用蓖麻油和甲苯二氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5～4，在40～60摄氏度下制得蓖麻油型聚氨酯预聚物；将预聚物和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯混合后溶于四氢呋喃，溶液中固含量的质量百分比为10～40%，再加入1，4-丁二醇作扩链剂，充分搅拌后即得到蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，该网络聚合物可用作防水涂料。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物及其制备方法和用途，属于天然高分子化学领域。
由于不可再生资源的日益消耗和基于石油化工合成材料制成品的广泛使用，造成了世界性的严重污染，可再生资源——天然高分子的开发和利用越来越受到人们的重视，象魔芋葡苷聚糖这一类的天然多糖是环境友好材料，属再生资源，可望在一定程度上替代石油化学品，但由于魔芋葡苷聚糖的亲油性差且不耐水，而限制了它的广泛应用。
发明内容
本发明为了提高魔芋葡苷聚糖的亲油性，耐水性及其机械性能，使这种自然界含量丰富的天然多糖得以广泛应用，提供了一种蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，并提供了该网络聚合物的制备方法和用途。
蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物用其制备方法表征为：在质量百分比为2~10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入氢氧化钠，使魔芋葡苷聚糖水溶液中氢氧化钠的浓度为5~20％，搅拌后滴加2~5倍于魔芋葡苷聚糖的苯甲酰氯，制得取代度为0.7~2.8，分子量为2万~40万的苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯；用蓖麻油和甲苯二异氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5~4，在40~60摄氏度下制得蓖麻油型聚氨酯预聚物；将预聚物和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯混合后溶于四氢呋喃，溶液中固含量的质量百分比为10~40％，再加入1，4-丁二醇作扩链剂，充分搅拌后即得到蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物。
该网络聚合物的制备方法如下：在质量百分比为2~10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入氢氧化钠，使魔芋葡苷聚糖水溶液中氢氧化钠的浓度为5~20％，搅拌后滴加2~5倍于魔芋葡苷聚糖的苯甲酰氯，制得取代度为0.7~2.8，分子量为2万~40万的苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯，将制得苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯溶于丙酮中，加水使其沉淀，过滤，反复2~4次后得到苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品；用蓖麻油和甲苯二异氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5~4，在40~60摄氏度下制得蓖麻油型聚氨酯预聚物；用苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品与蓖麻油型聚氨酯预聚物混合，其中苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯的质量百分比含量为5~40％，然后将混合物溶于四氢呋喃，溶液中固含量的质量百分比为10~40％，再加入1，4-丁二醇作扩链剂，搅拌均匀，其中1，4-丁二醇的用量应使溶液中的[NCO]/[OH]的值趋近于1，此时得到液态网络聚合物，将其加热至50~60摄氏度下固化便得到固态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物。
由于该网络聚合物具有良好的防水性，可将其作为防水涂料直接敷于物质表面，如将液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物涂敷于再生纤维素膜表面可制得防水膜。
本发明所述的蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物不仅对魔芋葡苷聚糖进行了衍生化处理，使其亲油性和耐水性得到提高，同时又使衍生化后的魔芋葡苷聚糖与合成高分子形成了网络聚合物，进一步提高了它的耐水性和机械性能，因此蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物具有良好的耐水性和机械性能，可在化学工业上广泛应用。
具体实施方式
实施例一：往质量百分比为20％的魔芋葡苷聚糖的水溶液中加入固体氢氧化钠，氢氧化钠在溶液中的浓度为7％，充分搅拌后，缓慢滴加2.5倍于魔芋葡苷聚糖含量的苯甲酰氯，室温反应制得苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯粗品，将粗品溶解于丙酮中加水使其沉淀，反复操作2次后得到精品苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯，其取代度为1.4，重均分子量为2.4万；按[NCO]/[OH]＝2的投料比将蓖麻油滴加到甲苯二异氰酸酯中，升温至60摄氏度制得聚氨酯预聚物，将预聚物与苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品混合，混合物中苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯的质量百分比含量为5％，用四氢呋喃将混合物溶解，加入扩链剂1-4丁二醇，其中1-4丁二醇的用量应使溶液中[NCO]/[OH]的值趋近于1，继续加入四氢呋喃将溶液固含量调至质量百分比为20％，充分搅拌后便得到液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，将液态网络聚合物加热至50~60摄氏度下固化则得到固态网络聚合物。
实施例二：往质量百分比为10％的魔芋葡苷聚糖的水溶液中加入固体氢氧化钠，氢氧化钠在溶液中的浓度为10％，充分搅拌后，缓慢滴加5倍于魔芋葡苷聚糖含量的苯甲酰氯，室温反应制得苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯粗品，将粗品溶解于丙酮中加水使其沉淀，反复操作3次后得精品苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯，其取代度为2.8，重均分子量为2万；按[NCO]/[OH]＝1.5的投料比将蓖麻油滴加到甲苯二异氰酸酯中，升温至40摄氏度制得聚氨酯预聚物，将预聚物与苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品混合，混合物中苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯的质量百分比含量为20％，用四氢呋喃将混合物溶解，加入扩链剂1-4丁二醇，其中1-4丁二醇的用量应使溶液中[NCO]/[OH]的值趋近于1，继续加入四氢呋喃将溶液固含量调至质量百分比为10％，充分搅拌后便得到液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，将液态网络聚合物加热至50~60摄氏度下固化则得到固态网络聚合物。
实施例三：往质量百分比为5％的魔芋葡苷聚糖的水溶液加入氢氧化钠，氢氧化钠在溶液中的浓度为5％，充分搅拌后，缓慢滴加2倍于魔芋苷聚糖含量的苯甲酰氯。室温反应制得苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯粗品，将粗品溶解于丙酮中加水使其沉淀，反复操作3次后得精品苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯，其取代度为0，7，重均分子量为40万；按[NCO]/[OH]＝4的投料比将蓖麻油滴加到甲笨二异氰酸酯中，升温至50摄氏度制得聚氨酯预聚物，将预聚物与苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品混合，混合物中苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯的质量百分比含量为40％，用四氢呋喃将混合物溶解，加入扩链剂1-4丁二醇，其中1-4丁二醇的用量应使溶液中[NCO]/[OH]的值趋近于1，继续加入四氢呋喃将溶液固含量调至质量百分比为40％，充分搅拌后便得到液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，将液态网络聚合物加热至50~60摄氏度下固化则得到固态网络聚合物。
实施例四：往质量百分比为10％的魔芋葡苷聚糖的水溶液中加入氢氧化钠，氢氧化钠在溶液中的浓度为20％，充分搅拌后，缓慢滴加2倍于魔芋葡苷聚糖含量的苯甲酰氯，室温反应制得苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯粗品，将粗品溶解于丙酮中加水使其沉淀，反复操作4次后得精品苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯，其取代度为2，重均分子量为10万；按[NCO]/[OH]＝2.5的投料比将蓖麻油滴加到甲苯二异氰酸酯中，升温至60摄氏度制得聚氨酯预聚物，将预聚物与苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品混合，混合物中苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯的质量百分比为含量为20％，用四氢呋喃将混合物溶解，加入扩链剂1-4丁二醇，其中1-4丁二醇的用量应使溶液中[NCO]/[OH]的值趋近于1，继续加入四氢呋喃将溶液固含量调至质量百分比为15％，充分搅拌后便得到液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，将液态网络聚合物加热至50~60摄氏度下固化则得到固态网络聚合物。
实施例五：液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物可直接用作防水涂料，用氢氧化钠浓度为6％、硫脲浓度为5％的水溶液将纤维素溶解，将溶解后的纤维素刮膜、再生、干燥，用上述实施例一至实施例四中任一方法制得的液态蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物涂敷于纤维素表面制得纤维素防水膜，该纤维素防水膜具有优良的抗水性，可用作地膜和包装材料等。
由于蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物是一种防水、透光、机械性能良好的可生物降解的材料，因此可广泛用于医药、日用品、化工及环保等领域。
Claims (5)
1、一种蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物，用其制备方法定义为：在质量百分比为2~10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入氢氧化钠，使魔芋葡苷聚糖水溶液中氢氧化钠的浓度为5~20％，搅拌后滴加2~5倍于魔芋葡苷聚糖的苯甲酰氯，制得取代度为0.7~2.8，分子量为2万~40万的苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯；用蓖麻油和甲苯二氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5~4，在40~60摄氏度下制得蓖麻油型聚氨酯预聚物；将预聚物和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯混合后溶于四氢呋喃，溶液中固含量的质量百分比为10~40％，再加入1，4-丁二醇作扩链剂，充分搅拌后即得到蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物。
2、一种制备蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物的方法，其特征在于：在质量百分比为2~10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入氢氧化钠，使魔芋葡苷聚糖水溶液中氢氧化钠的浓度为5~20％，搅拌后滴加2~5倍于魔芋葡苷聚糖酯的苯甲酰氯，制得取代度为0.7~2.8，分子量为2万~40万的苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯；用蓖麻油和甲苯二异氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5~4，在40~60摄氏度下制得蓖麻油型聚氨酯预聚物；将预聚物和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯混合，其中苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯的质量百分比含量为5~40％，然后将混合物溶于四氢呋喃，溶液中固含量的质量百分比为10~40％，再加入1，4-丁二醇作扩链剂，搅拌均匀，其中1，4-丁二醇的用量应使溶液中的[NCO]/[OH]的值趋近于1。
3、根据权利要求2所述制备蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物的方法，其特征在于：将苯甲酸魔竽葡苷聚糖酯溶于丙酮中，加水使其沉淀，过滤，反复2~4次后得苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品，用苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯精品与蓖麻油型聚氨酯预聚物混合。
4、根据权利要求2或3所述制备蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物的方法，其特征在于：将搅拌均匀后的网络聚合物升温至50~60摄氏度下固化。
5、根据权利要求1所述蓖麻油型聚氨酯和苯甲酸魔芋葡苷聚糖酯半互穿网络聚合物的用途，其特征在于：该网络聚合物可作为防水涂料涂敷于物质表面。
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