一種聚碳酸酯的製備方法

2023-05-01 06:17:46

專利名稱：一種聚碳酸酯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚碳酸酯的製備方法，屬於高分子化學領域。
背景技術：
生物可降解高分子在生物醫學領域表現出越來越廣泛的應用前景，其研究也越來 越受到人們的重視。傳統脂肪族聚酯(聚乳酸、聚己內酯等)是一種本體降解高分子，降解 產物呈酸性，容易引起周圍組織的非細菌性炎症反應。聚碳酸酯是一類表面溶蝕材料，在生物體內經水解、酶解等過程逐步降解為CO2和 二元醇，基本無毒副作用；具有良好的生物相容性和力學性能，在骨固定材料、藥物控制釋 放和組織工程等領域都已得到了一定的應用。微波加熱時，介質材料的極性分子在電磁場作用下，從原來的隨機分布狀態轉向 依照電場的極性排列取向。而在高頻電磁場作用下，這些取向按交變電磁的頻率不斷變化， 這一過程造成分子的運動和相互摩擦從而產生熱量。此時交變電場的場能轉化為介質內的 熱能，使介質溫度不斷升高。離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現液態的、完全由陰陽離子所組成的鹽，也 稱為低溫熔融鹽。離子液體作為離子化合物，其熔點較低的主要原因是因其結構中某些取 代基的不對稱性使離子不能規則地堆積成晶體所致。它一般由有機陽離子和無機陰離子組 成。離子液體與傳統的有機溶劑相比，也具有很多優點，例如1.蒸氣壓近似為零，可用於 高真空體系，是一種理想的溶劑；2.有較好的熱穩定性、化學穩定性；3.可循環使用、無環 境汙染。由於離子液體的這些優點受到越來越多的化學工作者的關注。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種高效、綠色的聚碳酸酯的製備方法。本發明提供的技術方案是在聚合容器中加入離子液體和環狀碳酸酯，離子液體與環狀碳酸酯的質量比為 1 50 100，以乳酸鋅或者氧化鋅為催化劑，抽真空(< 50Pa)，微波輻照加熱5 120分 鍾，微波功率80 640W，聚合得到聚碳酸酯。所述催化劑的用量為環狀碳酸酯的1 50wt%。所述環狀碳酸酯可選5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯(DTC))，則生成聚合物為聚(5， 5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)(PDTC)，其三嵌段共聚物的化學結構符合以下通式
O其中，n 大於 1 ;R =-CH3。
3
所述離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽或1-丁基_2，3-二甲基咪唑四氟硼酸鹽。由於離子液體是由陰陽離子組成的，對微波加熱的響應很快，聚合反應迅速。同 時，也是由於離子液體的蒸氣壓幾乎為零，使聚合反應在高真空和加熱條件下進行成為可 能。鋅是人體所必需的重要元素之一，微量的鋅參與人體100多種酶的合成，對人體的生 長發育、生理功能和健康水平等有著重要的作用。本發明聚碳酸酯的製備方法方便、快速、 綠色，製備的材料可生物降解，有望用作藥物控制釋放載體材料、手術縫合線材料和工程塑 料。


圖1為反應所得的聚合物的核磁共振氫譜。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步說明。實施例一在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(氣壓<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合 管在微波80W下輻照90分鐘，得到聚(5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯)；凝膠滲透色譜(GPC) 測試得到數均分子量約為5400Da，分散係數為1. 4。實施例二 在玻璃聚合管中加入0. 05克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在 微波300W下輻照20分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測 試得到數均分子量約為33200Da ；分散係數為1. 2。實施例三在玻璃聚合管中加入0. 1克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5克 DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在微 波85W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測試得 到數均分子量約為21000Da ；分散係數為1. 7。實施例四在玻璃聚合管中加入0. 25克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，250mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在 微波85W下輻照90分鐘，得到聚(5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測試 得到數均分子量約為2500Da ；分散係數為1. 7。實施例五在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，5mg氧化鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在微 波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測試 得到數均分子量約為52000Da ；分散係數為1. 4。實施例六在玻璃聚合管中加入0. 05克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，5mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在微 波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5_ 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測試 得到數均分子量約為44000Da ；分散係數為1. 5。實施例七在玻璃聚合管中加入0. 025克1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在 微波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測 試得到數均分子量約為61000Da ；分散係數為1. 4。實施例八在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-2，3_ 二甲基咪唑四氟硼酸鹽和 0.5克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管 在微波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5_ 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC) 測試得到數均分子量約為46000Da ；分散係數為1. 5。實施例九在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，5mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反覆三次後封管。然後將封閉的聚合管在微 波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測試 得到數均分子量約為68000Da ；分散係數為1. 6。
權利要求
一種聚碳酸酯的製備方法，其特徵在於在聚合容器中加入離子液體和環狀碳酸酯，離子液體與環狀碳酸酯的質量比為1～50∶100，以乳酸鋅或者氧化鋅作為催化劑，抽真空(＜50Pa)，微波輻照加熱5～120分鐘，微波功率80～640W，聚合得到聚碳酸酯。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於催化劑的用量為環狀碳酸酯的1 50wt%。
3.根據權利要求1或2所述的製備方法，其特徵在於所述環狀碳酸酯為5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯。
4.根據權利要求1或2所述的製備方法，其特徵在於所述離子液體為1-乙基-3-甲 基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸鹽。
全文摘要
本發明公開了一種聚碳酸酯的製備方法在聚合容器中加入離子液體和環狀碳酸酯，離子液體與環狀碳酸酯的質量比為1～50∶100，以乳酸鋅或者氧化鋅作為催化劑，抽真空(＜50Pa)，微波輻照加熱5～120分鐘，微波功率80～640W，聚合得到聚碳酸酯。所得聚碳酸酯是一種重要的生物可降解高分子材料，在生物醫用領域存在潛在的應用前景。
文檔編號A61K47/34GK101880382SQ20101022556
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者劉立建, 廖立瓊, 範長江 申請人:武漢大學