球磨共聚絡(luò)合劑法(co-CA)雙金屬催化劑(DMC)催化環(huán)氧丙烷、二氧化碳與酸酐聚合.pdf

1、以二氧化碳和環(huán)氧化物為原料合成的聚碳酸酯，具有良好的熱穩(wěn)定性能、機械性能、生物相容性以及生物降解性等，是最具廣泛用途的環(huán)保型高分子材料。然而二氧化碳、環(huán)狀酸酐和環(huán)氧化合物開環(huán)聚合反應(yīng)生成聚碳酸酯還存在很多問題，例如催化劑活性較低，聚合物的數(shù)均分子量較小，分子量分布較寬等。因此，設(shè)計開發(fā)高效催化劑應(yīng)用于環(huán)狀酸酐、二氧化碳和環(huán)氧化合物的開環(huán)聚合反應(yīng)成為研究的焦點。
　　本論文的研究工作包括以下幾個方面：
　　第一，以氯化鋅(Zn

2、Cl2)、氯化鈷(CoCl2)、六氰合鈷酸鉀(K3Co(CN)6)、鎳氰化鉀(K2Ni(CN)4)為原料，添加少量輔助劑(叔丁醇tBuOH)和共聚絡(luò)合劑(co-CA)有(聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四氫呋喃(PTMEG)、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG))，通過機械球磨法制得了鋅-鎳(Zn-Ni)和鋅-鈷(Zn-Co)共聚絡(luò)合劑雙金屬氰化物催化劑。通過紅外(IR)、元素分析(EA)、掃描電鏡(SEM)

3、、多晶X射線衍射(XRD)、熱重(TGA)測試表征。結(jié)果表明共聚絡(luò)合劑在雙金屬催化劑中可以有效地融合，同時，(co-CA)Zn-Ni DMC和(co-CA)Zn-Co DMC均是無定型態(tài)、低結(jié)晶度并且伴有晶格缺陷的。
　　第二，以鄰苯二甲酸酐(PA)和環(huán)氧丙烷(PO)為原料，球磨法制備的(co-CA)Zn-Ni DMC為催化劑，經(jīng)過開環(huán)聚合反應(yīng)制得PA-PO共聚物。通過紅外光譜(IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、核磁共振碳譜(

4、13C-NMR)、凝膠滲透色譜(GPC)等方法對聚合產(chǎn)物聚酯進行測試表征。結(jié)果表明聚合產(chǎn)物為PO-PA的交替共聚物，不同共聚絡(luò)合劑在催化劑中的有效融合增強了催化劑的催化活性。獲得含量高達(95.5％)和產(chǎn)量高達(90.79%)的聚酯。
　　第三，以CO2、環(huán)氧丙烷(PO)以及酸酐(馬來酸酐PA、馬來酸酐MA、琥珀酸酐SA)為原料，球磨法制備的(co-CA)Zn-Co DMC為催化劑，經(jīng)過三元開環(huán)聚合反應(yīng)制得CO2-PA-PO共聚物

5、。通過IR、1H-NMR、GPC等方法對聚合產(chǎn)物聚酯進行測試表征。結(jié)果表明，此類催化劑可以有效地催化酸酐、PO和CO2發(fā)生共聚反應(yīng)，聚合物CO2-PA-PO的數(shù)均分子量可達到(2.2~4.0)×103，分子量分布指數(shù)PDI較窄為1.03～1.22。
　　第四，以環(huán)氧丙烷(PO)以及酸酐(PA、MA、SA)為原料，球磨法制備的(co-CA)Zn-Co DMC為催化劑，經(jīng)過二元開環(huán)聚合反應(yīng)制得PA-PO、MA-PO、SA-PO共聚物。