一種蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物及其製備方法和用途的製作方法
2023-05-24 10:46:01 2
專利名稱：一種蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物及其製備方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種由蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖製得的具有可生物降解特性的半互穿網絡聚合物及該網絡聚合物的製備方法和用途，屬於功能高分子化學領域或天然高分子化學領域。
背景技術：
由於不可再生資源的日益消耗和基於石油化工合成材料製成品的廣泛使用，造成了世界性的嚴重汙染，可再生資源—天然高分子的開發和利用越來越受到人們的重視，魔芋葡苷聚糖這一類的天然多糖是環境友好材料，屬再生資源，可望在一定程度上替代石油化學品，但由於魔芋葡苷聚糖的親油性差且不耐水，因此限制了它的廣泛應用。
發明內容
本發明為了提高魔芋葡苷聚糖的親油性、耐水性及其機械性能，使這種自然界含量豐富的天然多糖得以廣泛應用，提供了一種蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物，並提供了該網絡聚合物的製備方法和用途。
蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物用其製備方法表徵為在2～10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中，加入鹽酸降解2至10小時，溶液中鹽酸的濃度為5～20％，加入氫氧化鈉，溶液中氫氧化鈉的濃度為15～40％，室溫攪拌均勻後滴加氯化苄，氯化苄的量為魔芋葡苷聚糖的3～5倍，然後在90～100℃下反應2～4小時製得分子量為35～2萬的苄基魔芋葡苷聚糖用蓖麻油和甲苯二異氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5～4，在40～60℃下製得聚氨酯預聚物，將該預聚物和所得苄基魔芋葡苷聚糖按98∶2～5∶95的重量比混合，用N，N-二甲基甲醯胺作溶劑，溶解後溶液中的固含量為5～35％，再加入1，4-丁二醇作擴鏈劑充分攪拌均勻後即可製得蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物。
該網絡聚合物的製備方法如下在2～10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中，加入鹽酸降解2至10小時，溶液中鹽酸的濃度為5～20％，再加入氫氧化鈉，溶液中氫氧化鈉的濃度為15～40％，室溫攪拌均勻後滴加氯化苄，氯化苄的量為魔芋葡苷聚糖的3～5倍，然後在90～100℃下反應2～4小時製得分子量為35～2萬的苄基魔芋葡苷聚糖，將製得的苄基魔芋葡苷聚糖經水蒸汽蒸餾，乙醇抽提，乙醚、水洗滌後得苄基魔芋葡苷聚糖精品；用蓖麻油和甲苯二異氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5～4，在40～60℃製得聚氨酯預聚物，將該預聚物和所得苄基魔芋葡苷聚糖精品按98∶2～5∶95的重量比混合，用N，N-二甲基甲醯胺作溶劑，溶解後溶液中的固含量為5～35％，再加入1，4-丁二醇作擴鏈劑充分攪拌均勻，其中，1，4-丁二醇的用量應使溶液中的[NCO]/[OH]的值趨近於1，此時，得到液態網絡聚合物，將其加熱到40～60℃下固化便得到固態的蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物。
這種蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物可塗覆於物質表面作防水塗料，也可將其固化後成為塑料或彈性材料。
本發明在製備蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡甘聚糖合成的半互穿網絡聚合物時對魔芋葡苷聚糖作了降解處理，並以氯化苄為醚化試劑對魔芋葡苷聚糖進行了衍生化處理，這樣不僅提高了魔芋葡苷聚糖的親油性和耐水性，而且降低了苄基魔芋葡苷聚糖的分子量，使其機械性能得到提高，同時使衍生化後的魔芋葡苷聚糖與合成高分子形成了網絡聚合物，進一步提高了它的耐水性和機械性能，因此，蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物具有良好的耐水性和機械性能，可在化學工業上廣泛應用。
具體實施例方式
實施例一在200克2％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入鹽酸攪拌2小時後再加入氧氧化鈉，其中，溶液中鹽酸濃度為5％，氫氧化鈉的濃度20％，攪拌均勻後，緩慢滴加3倍於魔芋葡苷聚糖質量的氯化苄，於90℃下反應2小時製得苄基魔芋葡苷聚糖粗品，將粗品經水蒸汽蒸餾，乙醇抽提，乙醚、水洗滌後得苄基魔芋葡苷聚糖精品，其分子量為35萬，在40℃下按[NCO]/[OH]＝1.5的投料比將蓖麻油滴加到甲苯二異氰酸酯中，反應2小時製得聚氨酯預聚物，將預聚物和苄基魔芋葡苷聚糖精品按98∶2的重量比混合，加入N，N-二甲基甲醯胺作溶劑，溶解後溶液中的固含量為5％，再加入1，4-丁二醇作擴鏈劑，1，4-丁二醇的量應使[NCO]/[OH]＝1，充分攪拌後便得到液態蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物，將液態網絡聚合物置於40℃下固化則得到固態網絡聚合物，此時網絡聚合物為彈性材料。
實施例二在200克5％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入鹽酸攪拌3小時後再加入氫氧化鈉，其中，溶液中鹽酸濃度為7％，氫氧化鈉的濃度15％，攪拌均勻後，緩慢滴加4倍於魔芋葡苷聚糖質量的氯化苄，於95℃下反應3小時製得苄基魔芋葡苷聚糖粗品，將粗品經水蒸汽蒸餾，乙醇抽提，乙醚、水洗滌後得苄基魔芋葡苷聚糖精品，其分子量為12萬，在45℃下按[NCO]/[OH]＝2的投料比將蓖麻油滴加到甲苯二異氰酸酯中，反應3小時製得聚氨酯預聚物，將預聚物和苄基魔芋葡苷聚糖精品按80∶20的重量比混合，加入N，N-二甲基甲醯胺作溶劑，溶解後溶液中的固含量為10％，再加入1，4-丁二醇作擴鏈劑，1，4-丁二醇的量應使[NCO]/[OH]＝1，充分攪拌後便得到液態蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物，將液態網絡聚合物置於50℃下固化則得到固態網絡聚合物，此時網絡聚合物為彈性材料。
實施例三在200克10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中加入鹽酸攪拌10小時後再加入氫氧化鈉，其中，溶液中鹽酸濃度為20％，氫氧化鈉的濃度40％，攪拌均勻後，緩慢滴加5倍於魔芋葡苷聚糖質量的氯化苄，於100℃下反應4小時製得苄基魔芋葡苷聚糖粗品，將粗品經水蒸汽蒸餾，乙醇抽提，乙醚、水洗滌後得苄基魔芋葡苷聚糖精品，其分子量為2萬，在60℃下按[NCO]/[OH]＝4的投料比將蓖麻油滴加到甲苯二異氰酸酯中，反應4小時製得聚氨酯預聚物，將預聚物和苄基魔芋葡苷聚糖精品按5∶95的重量比混合，加入N， N-二甲基甲醯胺作溶劑，溶解後溶液中的固含量為35％，再加入1，4-丁二醇作擴鏈劑，1，4-丁二醇的量應使[NCO]/[OH]＝1，充分攪拌後便得到液態蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物，將液態網絡聚合物置於60℃下固化則得到固態網絡聚合物，此時網絡聚合物為塑料。
按上述任一實施例制出的液態蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物均可塗覆於物質表面作防水塗料。
權利要求
1.一種蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物，用其製備方法定義為在2～10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中，加入鹽酸降解2至10小時，溶液中鹽酸的濃度為5～20％，再加入氫氧化鈉，溶液中氫氧化鈉的濃度為15～40％，室溫攪拌均勻後滴加氯化苄，氯化苄的量為魔芋葡苷聚糖的3～5倍，然後在90～100℃下反應2～4小時製得分子量為35～2萬的苄基魔芋葡苷聚糖；用蓖麻油和甲苯二異氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5～4，在40～60℃下製得聚氨酯預聚物，將該預聚物和所得苄基魔芋葡苷聚糖按98∶2～5∶95的重量比混合，用N，N-二甲基甲醯胺作溶劑，使所得溶液中的固含量為5～35％，1，4-丁二醇作擴鏈劑，1，4-丁二醇的用量應使溶液中的[NCO]/[OH]的值趨近於1，充分攪拌均勻後即可製得蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖的半互穿網絡聚合物。
2.一種製備蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物的方法，其特徵在於在2～10％的魔芋葡苷聚糖水溶液中，加入鹽酸降解2至10小時，溶液中鹽酸的濃度為5～20％，再加入氫氧化鈉，溶液中氫氧化鈉濃度為15～40％，室溫攪拌均勻後滴加氯化苄，氯化苄的量為魔芋葡苷聚糖的3～5倍，然後在90～100℃下反應2～4小時製得分子量為35～2萬的苄基魔芋葡苷聚糖；用蓖麻油和甲苯二異氰酸酯按[NCO]/[OH]＝1.5～4，在40～60℃製得聚氨酯預聚物，將該預聚物和所得苄基魔芋葡苷聚糖按98∶2～5∶95的重量比混合，用N，N-二甲基甲醯胺作溶劑，溶解後溶液中的固含量為5～35％，再加入1，4-丁二醇作擴鏈劑充分攪拌均勻，其中，1，4-丁二醇的用量應使溶液中的[NCO]/[OH]的值趨近於1。
3.根據權利要求2所述的製備蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物的方法，其特徵在於將苄基魔芋葡苷聚糖經水蒸汽蒸餾，乙醇抽提，乙醚、水洗滌後得苄基魔芋葡苷聚糖精品，用苄基魔芋葡苷聚糖精品與蓖麻油型聚氨酯預聚物混合。
4.根據權利要求2或3所述的製備蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物的方法，其特徵在於將攪拌後的網絡聚合物置於40～60℃下固化。
5.根據權利要求1所述的蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物的用途，其特徵在於該網絡聚合物可用作防水塗料塗覆於物質表面。
6.根據權利要求1所述的蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖合成的半互穿網絡聚合物，其特徵在於該網絡聚合物固化後可為塑料或彈性材料。
全文摘要
本發明提供了一種蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖半互穿網絡聚合物及其製備方法和用途,在2～10%的魔芋葡苷聚糖水溶液中,加入鹽酸降解2至10小時,溶液中鹽酸的濃度為5～20%,再加入氫氧化鈉,溶液中氫氧化鈉的濃度為15～40%,室溫攪拌均勻後滴加氯化苄,氯化苄的量為魔芋葡苷聚糖的3～5倍,然後在90～100℃下反應2～4小時製得分子量為35～2萬的苄基魔芋葡苷聚糖;用蓖麻油和甲苯二異氰酸酯按[NCO]/[OH]=1.5～4,在40～60℃下製得聚氨酯預聚物,將該預聚物和所得苄基魔芋葡苷聚糖按98∶2～5∶95的重量比混合,用N,N－二甲基甲醯胺作溶劑,使所得溶液中的固含量為5～35%,1,4－丁二醇作擴鏈劑,1,4－丁二醇的用量應使溶液中的[NCO]/[OH]的值趨近於1,充分攪拌均勻後即可製得蓖麻油型聚氨酯和苄基魔芋葡苷聚糖的半互穿網絡聚合物,該聚合物液態時可塗覆於物質表面作防水塗料,固化後則可成為塑料。
文檔編號C08L91/02GK1368514SQ0211549
公開日2002年9月11日 申請日期2002年1月30日 優先權日2002年1月30日
發明者張俐娜, 盧永上 申請人:武漢大學