聚碳酸丙撑酯与聚丁二酸丁二醇酯复合研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述高分子材料与工程聚碳酸丙撑酯与聚丁二酸丁二醇酯复合研究1.1PPC概述聚碳酸丙撑酯(PPC)是通过二氧化碳和环氧丙烷为单体共聚合成的一种碳酸酯。二氧化碳价格低廉、无毒、无害，同时也是造成温室效应的主要来源，用二氧化碳与环氧丙烷合成PPC为生物可降解高分子材料，既固定了二氧化碳，又不产生污染。因此，PPC是一种双绿色材料，它是具有广泛用途的工程塑料，可用于生产一次性医用材料、一次性餐具用品、农用塑料地膜和板材等。此外，PPC具有韧性和化学透明性的优点使其在制作小巧的光盘、军事防护物及子弹防护窗方面有着广阔用途。但是，PPC由于自身的酯键结构而具有相对较低的

2、玻璃化转变温度(通常在26℃-46℃)和热分解温度(180℃)，限制了其应用范围。利用其它材料来共混改性PPC是改善其性能既有效又经济的重要途径，因而深入地研究PPC基复合材料的制备和性能具有十分重要的意义。1.2PPC的合成PPC是由二氧化碳(CO2)与环氧丙烷(PO)在催化剂和一定条件下进行合成的。二氧化碳自身并不活泼，具有较高热力学稳定性，所以需要催化剂进行活化进而参加聚合反应。二氧化碳共聚合的关键是制备高效廉价的催化剂，从上世纪中叶起，各国研究人员对二氧化碳与环氧化合物共聚合所用的催化剂进行了大量的研究开发[1-3]，成功研制了多种催化剂(表1-1)。二氧化碳与

3、环氧化合物共聚反应的催化剂基本上都是金属配合物和有机金属化合物，其中催化活性最高的是以锌为中心金属的化合物。下面将催化剂进行简要分类描述：表1-1二氧化碳共聚催化剂的共聚反应条件催化体系共聚条件催化剂温度时间产量(mol%)(℃)(h)(g/gofcat.)ZnCO3/戊二酸2.1-3.625-8541-10.3Zn(OH)2/戊二酸1.9-3.625-6025-854-23.2Zn(OH)2/己二酸2-360407.6Zn(OH)2/十二烷二酸2-360404.2ZnO/戊二酸0.1-4.325-852-41.7-34.213ZnO/戊二酸0.5-4.340-8040

4、-11.6ZnO/己二酸1-48547-19ZnO/间苯二甲酸/丙酸2.635>309.3Zn[Fe(CN)6]20.1-2354844AlEt/连苯三酚435442.9-8.3AlEt/2,2’-联吡啶435443.4(Porph)AlCl/Salt0.62520-25288-552<19CO(OAc)20.5-1.725-80700.8-2.4CO(OAc)2/醋酸1.780450.7-1.0CdEt2/连苯三酚435442.2Cr(OAc)20.5804721Ni(OAc)20.5801303.4Sn(OAc)20.3801042.5Mg(OAc)21801442

5、2.5镁-异戊二烯0.1-350741.7RE(P204)3-Al(i-Bu)3-R(OH)n0.01756017<1.3Y(P204)3/ZnEt2/甘油0.136060.04Y(CF3CO2)3/ZnEt2/甘油0.136060.12-1.11.2.1二乙基锌一多质子体系Inoue在l969年首次采用ZnEt2-H2O催化二氧化碳和环氧丙烷共聚生成聚碳酸酯[4]，从而为聚碳酸酯的合成提供了全新的方法。在此基础上，人们研究了二乙基锌和其他助剂的的催化体系，其中研究比较多的主要是二乙基锌。多质子化合物催化体系。多质子化合物至少含有两个活泼氢原子，主要有水、二硫醇、二元酚

6、、伯胺、三元酚、氨基酚以及其它芳香族衍生物，如羟基羧酸、二硫醇、二胺、其它聚合物的多质子化合物，如聚(苯乙烯-丙烯酸)、聚对羟基苯乙烯、γ-氧化铝等[5-11]。Kufan等将由聚三元酚衍生物和二乙基锌组成的催化体系应用于CO2和环氧化物反应，发现可获得主要含有碳酸酯单元(含量高于95%)的高相对分子量的聚碳酸酯，为了提高酚锌类化合物的催化效率[12]，Beckman等制备了一系列的烷氧基锌催化剂[13]。Darensbourg等对这类催化剂进行了改进，用更加活泼的羟基氢合成了一系列的酚锌盐类化合物催化剂(图1-1中化合物l、2)，在催化氧化环己烯(CHO)与CO2的交

7、替共聚反应中有一定的催化活性(约1.24×103gpolymer/gZn)[14]。总体上13，二乙基锌类催化体系的催化效率较低，但是这种催化体系催化剂用量大，需要严格配比，而且催化剂需保持干燥，不易保存，操作难度大。目前此类催化剂的研究较少。图1-1酚锌盐催化剂化学结构1.2.2金属羧酸盐Soga最先报道了金属羧酸盐类催化剂[15]，当时报道的催化活性仅比二乙基锌体系略高，但这种催化体系性质稳定，制备工艺简单，因此更多人开始研究这种催化体系。1981年Soga以氢氧化锌和芳香族的二酸霍脂肪族的二酸为原料制备的催化体系已经具有较好催化效率