双官能团焦磷酸催化环酯开环聚合制备脂肪族聚酯

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:q412202242
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脂肪族聚酯是一类生物相容性优良的可降解高分子材料,具有良好的物理力学性能和机械加工性能,广泛用于包装材料、组织工程、生物医学等领域。非金属有机小分子催化剂因无金属残留,反应条件温和,同时又具有高效、聚合可控等优点,已成为合成脂肪族聚酯领域的研究热点。目前有机小分子按照催化机理的不同主要分为亲核加成单体活化、亲电加成单体活化、引发剂/链端活化和双官能团协同活化。其中,双官能团活化是指一部分亲电基团通过氢键活化单体,一部分作为亲核基团通过氢键活化引发剂/链端,协同催化实现开环聚合。本文主要研究了双官能团焦磷酸催化体系和组合型酸碱双官能团催化体系对环酯开环聚合的催化活性和反应特点。  本论文研究了以焦磷酸(imidodiphosphoric acid, IDPA)为催化剂,苯甲醇(BnOH)为引发剂,催化三亚甲基碳酸酯(TMC)的开环聚合反应。IDPA对TMC具有优良的催化活性,聚合过程可控,反应体系不脱羧,最终能够获得高分子量低分子量分布的聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)。通过1H NMR,SEC,andMALDI-TOF MS对PTMC进行结构表征,证实IDPA对TMC的开环聚合是以BnOH引发的。动力学实验和扩链反应的数据表明IDPA催化TMC开环聚合的反应具有活性聚合特征。通过核磁和红外的研究,验证了IDPA对单体和引发剂的双官能团协同活化机理。为了突出IDPA的催化活性,本论文分别以1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇为多元醇引发剂,合成了低分散度的α,ω-双羟基遥爪聚合物以及星型聚碳酸酯。同时,以IDPA的催化体系成功制备了TMC与δ-VL、ε-CL嵌段共聚物,改善了聚碳酸酯的物理力学性能。  焦磷酸因酸性较弱不能催化L-丙交酯(L-LA)的溶液聚合。因此本论文将焦磷酸和4,4-二甲氨基吡啶(DMAP)作为组合型酸碱双官能团催化剂,BnOH作为引发剂,催化L-LA的开环聚合反应。本论文研究了不同比例的IDPA和DMAP组合型催化剂对L-LA的催化活性,确定了最优比为[IDPA]/[DMAP]=1/2,最终能获得分子量可控的聚乳酸(PLLA,Mn,NMR=10197g mol-1,Mw/Mn=1.13)。通过详尽的反应动力学实验、扩链反应和核磁实验,验证IDPA/DMAP催化L-LA开环聚合具有活性聚合特征,并提出IDPA/DMAP双官能团活化机理。IDPA和DMAP混合后形成的共轭酸通过形成氢键活化单体羰基氧,同时过量的DMAP能活化引发剂的羟基氢,增强羟基氧的亲核进攻能力。为了改善聚乳酸的性能,本论文在IDPA和IDPA/DMAP催化体系下,成功合成了δ-VL、ε-CL、TMC与L-LA的嵌段共聚物,即聚(δ-戊内酯-b-L-丙交酯)(PVL-b-PLLA)、聚(ε-己内酯-b-L-丙交酯)(PCL-b-PLLA)、聚(三亚甲基碳酸酯-b-L-丙交酯)(PTMC-b-PLLA)。  综上所述,双官能焦磷酸催化剂和组合型酸碱催化剂安全无污染,对环境友好,在温和的反应条件下能有效地催化环酯的开环聚合。
其他文献
  对南海北部东沙西南的沉积物柱状岩芯27L孔进行了年代测试、氧碳同位素和Mg/Ca比测试,对该区上层海水2万年以来的结构变化进行了探讨。发现近2万年来该区表层海水温度和盐
陶瓷膜具有耐化学腐蚀,耐高温,孔径分布窄,选择性高等优点,在化学与石油工业、环境保护、食品工业、生物与发酵等领域具有广阔的应用前景。陶瓷膜常见形式有管式、片式,其低装填膜
该论文筛选出了正壬酸、庚酸、正庚醇三种能够较显著地加速对硝基酚的降解速率的促进剂.在一中间带有隔板的鼓泡反应塔中,在不同的气速、液速和促进剂不同的添加浓度下,研究
该文共合成了五种不同取代基的钴卟啉络合物,其中CoTPP曾有报道用于富氧液膜中,其它四种钴卟啉络合物是第一次作为氧载体用于富氧膜中.
描述了应用计算机技术和人工神经网络(ANNs)基本原理优化丁烯氧化脱氢装置的过程.通过分析装置的具体工艺特点,确定了优化变量和优化目标,并据此设计了神经网络拓扑结构.在比
1,3-丙二醇是生产新型聚酯聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的原料,PTT需求量增加,加大了对原料1,3-丙二醇的需求。传统1,3-丙二醇生产方法对石化资源具有较强的依赖性,生产前景受到限制
超滤膜在生物医药、废水处理、食品加工等行业有着广泛应用,作为膜分离领域的重要组成部分,超滤膜有着不可替代的作用。但对如细胞色素C、胰蛋白酶等这些分子量介于10k~30kDa的
该文研究了区块整体调剖的PI(Pressure lndex)决策技术.该技术以注水井井口压力降落试井为理论基础,在给定时间边界条件下,由压力降落由线计算注水井的PI值.根据归整的区块
该文详细分析了国内、外气体传感器的发展状况以及改善传感器性能的各种方法,提出了信号处理技术在改善气体传感器性能方面的重要性.在深刻分析NOx传感器传感机理的基础上,提