聚碳酸酯-醚多元醇的可控合成研究

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通过CO2和环氧化合物的共聚反应制备聚碳酸酯是二氧化碳固定为高分子材料领域的最重要的研究方向。经过近50年的研究,目前已经在高活性、高选择性合成高分子量和高碳酸酯单元含量的CO2基聚碳酸酯方面取得了重要进展,但是作为合成聚氨酯的主要原料,低分子量的CO2基聚碳酸酯-醚多元醇的可控合成方面的研究仍然较少,且在聚合过程中,存在着一系列问题,如聚合物中碳酸酯单元含量较低、催化剂活性较低以及聚合物选择性差等。为此,本文以Zn-Co基双金属氰化物为催化剂(Zn-Co-DMCC),选择特殊的含活泼氢的链转移剂,进行环氧丙烷(PO)和CO2的调聚反应,试图从分子量和多元醇结构两个方面实现CO2基聚碳酸酯-醚多元醇的可控合成。本文取得的主要结果如下:  1.以Zn-Co-DMCC为催化剂,以二季戊四醇(DPE)为链转移剂,研究了CO2/PO的调聚反应。通过调节DPE与PO的比例可以调控聚碳酸酯-醚六元醇的分子量,而通过降低温度可以提高聚碳酸酯-醚六元醇中碳酸酯单元含量,同时也可以降低副产物环状碳酸酯的生成量,但通常会以降低催化剂活性为代价。在50℃和4.0MPa下合成的聚碳酸酯-醚六元醇中碳酸酯单元含量达到60.4%,此时副产物环状碳酸酯的生成量降低到5.5wt%,不过催化活性只有0.14kg/g Cat。  2.以DMCC为催化剂,以甲基丙烯酸(MAA)为链转移剂,研究了CO2/PO的调聚反应,合成了功能化聚醚-碳酸酯。所制备的聚醚-碳酸酯的分子量与PO/MAA的比例成线性关系,因此可以通过调节PO/MAA的比例精确控制聚醚-碳酸酯的分子量。在50℃和4.0MPa下合成了碳酸酯单元含量达到77%的功能化聚醚-碳酸酯,并通过大分子单体的RAFT聚合方法,将MAA基不饱和聚醚-碳酸酯转化为聚合物分子刷。
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