碳酸丙烯酯開環(huán)聚合反應(yīng)研究.pdf

1、尿素醇解法制備碳酸二甲酯清潔生產(chǎn)工藝的進(jìn)步及工業(yè)化使中間產(chǎn)物碳酸丙烯酯(Propylene Carbonate，簡稱PC)成為一種潛力巨大的有機化工基礎(chǔ)原料，由碳酸丙烯酯出發(fā)合成下游產(chǎn)品具有重要的意義。本文中碳酸丙烯酯在無/有起始劑存在的情況下開環(huán)聚合分別生成了脂肪族聚碳酸酯及聚醚碳酸酯多元醇，聚醚碳酸酯多元醇與二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)反應(yīng)制備了具有生物降解性的聚碳酸酯型聚氨酯材料。
　　 本文合成了[Bmim]Cl-(Zn

2、Cl2)0.33、[Bmim]Cl-(ZnCl2)0.5、[Bmim]Cl-(ZnCl2)0.67三種[Bmim]Cl-(ZnCl2)x離子液體及[Bmim]Cl-(AlCl3)0.33、[Bmim]Cl-(AlCl3)0.5、[Bmim]Cl-(AlCl3)0.67三種[Bmim]Cl-(AlCl3)x離子液體，采用IR、1H NMR表征了離子液體的結(jié)構(gòu)。無起始劑條件下離子液體催化碳酸丙烯酯開環(huán)聚合制備脂肪族聚碳酸酯，發(fā)現(xiàn)[Bmim]

3、Cl-(ZnCl2)x離子液體催化效果很不理想，沒有得到目標(biāo)產(chǎn)物；[Bmim]Cl-(AlCl3)x能催化碳酸丙烯酯開環(huán)聚合，得到了黃色目標(biāo)產(chǎn)物，但三種[Bmim]Cl-(AlCl3)x離子液體的催化效果差別不大。采用IR和1H NMR表征了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。測得[Bmim]Cl-(AlCl3)0.33、[Bmim]Cl-(AlCl3)0.5、[Bmim]Cl-(AlCl3)0.67這三種離子液體催化所得產(chǎn)物的重均分子量分別為1321.5、13

4、40.6、1328.4，數(shù)均分子量分別為1271.3、1298.2、1282.7，多分散系數(shù)分別為1.04、1.03、1.04。
　　 對苯二酚、雙酚A、二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺為起始劑引發(fā)碳酸丙烯酯開環(huán)聚合合成聚醚碳酸酯多元醇，采用IR、1H NMR表征了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，測定產(chǎn)品的分子量及其分布、羥值。采用正交試驗優(yōu)化對苯二酚引發(fā)體系的反應(yīng)條件，得最優(yōu)反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度170℃，反應(yīng)時間14h，KHCO3用量2％(以P

5、C及對苯二酚的總摩爾量計)，碳酸丙烯酯與對苯二酚的摩爾比19:1，此條件下產(chǎn)品收率為78.6％。最優(yōu)反應(yīng)條件下所得產(chǎn)品的重均分子量為957.96，數(shù)均分子量為478.98，多分散系數(shù)PDI為2，羥值為212.2mgKOH/g。采用正交試驗優(yōu)化雙酚A引發(fā)體系的反應(yīng)條件，得最優(yōu)反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度160℃，反應(yīng)時間20h，碳酸丙烯酯與雙酚A的摩爾比12:1，KHCO3用量1.5％(以PC及雙酚A的總摩爾量計)，此條件下產(chǎn)品的收率為83.7％

6、。最優(yōu)條件下所得產(chǎn)品的重均分子量為1326.7，數(shù)均分子量為1261.8，多分散系數(shù)PDI為1.05，羥值為117.8 mgKOH/g。二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺為起始劑引發(fā)碳酸丙烯酯開環(huán)聚合所得產(chǎn)物的重均分子量分別為1060.3、1405.5、1594.4，數(shù)均分子量分別為1045.6、1345.0、1500.7，多分散系數(shù)PDI分別為1.01、1.04、1.06，羥值分別為288.9 mgKOH/g、341.9 mgKOH/