專利名稱：交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯材料及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可降解聚甲基乙撐碳酸酯交聯(lián)改性制備交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯的方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳是全球公認(rèn)的造成全球變暖的主要氣體，據(jù)估計二氧化碳引起了大約66％的溫室效應(yīng)。同時二氧化碳又是一種優(yōu)質(zhì)的碳源，因此如何利用二氧化碳吸引著各國科學(xué)家的關(guān)注。目前比較成功的利用二氧化碳的技術(shù)就是采用特殊的工藝使二氧化碳與環(huán)氧化合物聚合成聚合物塑料，從而緩解日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)問題。
利用新型高效催化劑由二氧化碳和環(huán)氧丙烷制備聚甲基乙撐碳酸酯是一種具有良好應(yīng)用前景的高分子材料，成本與普通塑料接近。低分子量的聚甲基乙撐碳酸酯作為阻隔材料[WO 9925 751，1999，WO 9 925 751，1999]、發(fā)泡劑[JP 08 031 700，1996]、黏合劑[WO 9 606 877，1996；US 5 744 907，1998]的研究專利已見報道。高分子量的聚甲基乙撐碳酸酯/天然纖維或無機(jī)填料等復(fù)合材料的專利已見報道[CN 1422899A，2003；CN 1422898A，2003]。但聚甲基乙撐碳酸酯的機(jī)械性能相對較差，使它的應(yīng)用范圍受到限制。
聚合物的交聯(lián)是聚合物改性的一項很重要的技術(shù)，使提高其性能的重要手段之一。經(jīng)過交聯(lián)改性的聚合物可使其性能得到大幅度的改善，不但可以提高其機(jī)械性能、耐溶劑腐蝕和熱性能，而且能大幅提高其熔體粘度，從而可以進(jìn)一步的發(fā)泡改性提供了基礎(chǔ)。聚甲基乙撐碳酸酯交聯(lián)改性的成功，為聚甲基乙撐碳酸酯的工業(yè)化應(yīng)用開拓了新的途徑。交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯材料的制備屬于開創(chuàng)性課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善聚甲基乙撐碳酸酯的機(jī)械性能提供一種交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯的制備方法。
本發(fā)明的特征是在聚甲基乙撐碳酸酯基體樹脂中加入交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑反應(yīng)制得，具體制備方法是將聚甲基乙撐碳酸酯、交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑溶于溶劑進(jìn)行溶液法混合后，除去溶劑，在150～180℃下反應(yīng)20～40min，其中交聯(lián)劑為過氧化物類化合物，添加量為0.5～2.5phr，交聯(lián)助劑為含多個烯鍵的多官能團(tuán)單體，添加量為1.0～10phr，(phr是指每100克基體中填料的克數(shù))，所得到的交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯的凝膠含量在50～74％。
在上述的溶液法中，所用的溶劑可以是三氯甲烷、丙酮或二甲基亞砜等等，其中常用的是三氯甲烷，將反應(yīng)物與三氯甲烷混合均勻后，待三氯甲烷揮發(fā)后，放入真空烘箱，在80℃下烘48小時以上直至恒重，以完全除去溶劑三氯甲烷。
在完全除去溶劑三氯甲烷后，混合均勻的反應(yīng)物可以選擇在平板硫化機(jī)中反應(yīng)并且直接成形以備測試。
該制備方法中所用的聚甲基乙撐碳酸酯為以二氧化碳和環(huán)氧丙烷為原料合成的可降解聚甲基乙撐碳酸酯，具體可參見文獻(xiàn)[Y.Z.Meng，L.C.Du，S.C.Tjong，Q.Zhu.J.Polym.Sci.Part A，Polym.Chem.，40(21)，3579-3591(2002)；S.J.Wang，L.C.Du，X.S.Zhao，Y.Z.Meng，S.C.Tjong.J.Appl.Polym.Sci.，85，2327-2334(2002)；Q.Zhu，Y.Z.Meng，S.C.Tjong，Y.M.Zhang，W.Wan，Polymer Inter，52，799-804(2003)；Q.Zhu，Y.Z.Meng，S.C.Tjong，X.S.Zhao，Y.L.Chen，Polym.Inter.]，其結(jié)構(gòu)式如下所示 (n≥1)該制備方法中所用的交聯(lián)劑選自過氧化異丙苯或過氧化二苯甲酰等過氧化物，所用的交聯(lián)助劑選自二乙烯基苯或三烯丙基氰尿酸酯等含多個烯鍵的多官能團(tuán)單體。
本制備方法中的最佳方案為交聯(lián)劑的添加量為1.0phr，交聯(lián)助劑的添加量為4.0phr，反應(yīng)溫度160℃，反應(yīng)時間為30min。
在本發(fā)明中對交聯(lián)材料性能影響最大的是交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑的用量。
本發(fā)明采用工業(yè)上常用的交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑，對一種新材料聚甲基乙撐碳酸酯進(jìn)行改性，工藝簡單，原料成本低，交聯(lián)材料具有顯著高于基體塑料的機(jī)械強(qiáng)度和模量，擴(kuò)大了降解型聚甲基乙撐碳酸酯在工業(yè)上的應(yīng)用。
具體實施例方式
實施例1將聚甲基乙撐碳酸酯和0.5phr的過氧化異丙苯(DCP)、1.0phr三烯丙基氰尿酸酯(TAIC)溶于三氯甲烷中，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10％，攪拌使其分布均勻，待三氯甲烷揮發(fā)后放入真空烘箱在80℃下烘48小時以上至衡重。然后將材料放入平板硫化機(jī)中在150℃下壓20min直接成型。所得交聯(lián)材料裁成25mm×1mm×4mm的標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行性能測試，性能測試數(shù)據(jù)見表1。
實施例2～6改變過氧化異丙苯(DCP)和三烯丙基氰尿酸酯(TAIC)的添加量以及在平板硫化機(jī)中的反應(yīng)溫度和時間，其它方法同實施例1，具體的反應(yīng)條件和測試數(shù)據(jù)見表1。
表1不同反應(yīng)條件下所得交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯材料的性能

權(quán)利要求
1.一種交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯材料，其特征在于該材料由權(quán)利要求2中所述的方法制造，是通過交聯(lián)改性的聚合物材料，以二氧化碳和環(huán)氧丙烷合成的可降解的聚甲基乙撐碳酸酯為基體，以過氧類化合物為交聯(lián)劑，含多個烯鍵的多官能單體為交聯(lián)助劑交聯(lián)而成，其中聚甲基乙撐碳酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示
2.一種制造權(quán)利要求1中所述材料的方法，其特征在于用靜態(tài)交聯(lián)方法，將聚甲基乙撐碳酸酯與交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑，室溫下溶于溶劑中，攪拌使其分布均勻，待溶劑揮發(fā)后放入真空烘箱在80℃下烘48小時以上至恒重，然后將材料放入平板硫化機(jī)中在150～180℃下壓20～40min直接成型；其中聚甲基乙撐碳酸酯為本實驗室中試合成，交聯(lián)劑為過氧類化合物，其含量為0.5～2.5phr，交聯(lián)助劑為含多個烯鍵的多官能單體，其含量為1.0～10phr，交聯(lián)溫度為150～180℃，交聯(lián)時間為20～40min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述的溶劑為三氯甲烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑含量為1.0phr，交聯(lián)助劑含量為4.0phr，交聯(lián)溫度在160℃，交聯(lián)時間在30min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑為過氧化異丙苯或過氧化二苯甲酰過氧化物，所述的交聯(lián)助劑為二乙烯基苯或三烯丙基氰尿酸酯含多個烯鍵的多官能團(tuán)單體。
全文摘要
本發(fā)明涉及交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯材料及其制法。為緩解日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，采用特殊的工藝使二氧化碳與環(huán)氧化合物聚合成聚合物塑料，聚合物的交聯(lián)是提高其性能的重要手段之一。本發(fā)明采用由二氧化碳和環(huán)氧丙烷合成的可降解塑料聚甲基乙撐碳酸酯為基體，過氧化物類化合物為交聯(lián)劑及含有多個烯鍵的多官能單體為交聯(lián)助劑，在一定溫度下靜態(tài)加熱方法制得交聯(lián)聚甲基乙撐碳酸酯材料。制得的交聯(lián)材料，具有高于基體的機(jī)械強(qiáng)度和模量，凝膠含量在50～74％。制法成本低廉，工藝簡單，為聚甲基乙撐碳酸酯的工業(yè)化應(yīng)用開拓了新的途徑。
文檔編號C08L69/00GK1696197SQ20051003489
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者孟躍中, 曹永鑫, 肖敏, 諸泉, 王勛林, 張宏書 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所