专利名称：一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物的合成方法，特别是涉及一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法。
背景技术：
目前为止，所有 由膨胀单体聚合所生成的线型聚合物玻璃化转变温度较低，材料强度也不够高，耐热性较差，难以单独作为结构材料使用。目前开发这类单体的主要目的是用它们对商品化树脂进行改性，以提高商品化树脂的性能，从而成为高技术含量、高附加值的产品。膨胀单体的特点是在聚合过程中不产生体积收缩，甚至产生体积膨胀，因此可以满足某些工业应用的需要，在复合材料应用方面，加拿大多伦多大学的PiggOtt教授利用在水中加入不同溶质，从而控制水结冰固化时的体积变化，来研究基体体积变化对复合材料性能的影响。他还利用膨胀单体改性的树脂COMACO (专利登记商品名)做基体，进行了高分子复合材料的理论研究，如纤维拔出功、基体收缩力与复合材料的破坏，结果表明，共聚物基体的韧性得到明显改善，而没有明显的平面剪切强度的降低或其它力学性能的损失， 并且复合材料的冲击韧性在基体固化时的体积变化接近于零，大大提高。吕绍祥研究了改性环氧树脂与碳纤维复合材料的拔出功，发现复合材料的韧性有较大提高，拔出功亦有一定提高，究其原因是由于膨胀单体的作用，改性环氧树脂基体在固化过程中体积无收缩，碳纤维与基体之间的界面粘接情况良好。膨胀单体的特点是在聚合过程中不产生体积收缩， 甚至产生体积膨胀，这是某些工业应用所希望的，因此开发膨胀聚合类单体和人们的实际需要有很大的关系。目前，作为商品化的热固性树脂在固化过程中都要产生体积收缩，因而产生内应力，这将导致材料内部出现砂眼和裂痕，从而在这些缺陷处产生应力集中，使材料强度降低，过早导致断裂。另外，由于体积收缩，也使得它们在许多方面不能满足人们的特殊需要。例如，在某些工业应用场合，人们希望聚合前后的体积收缩率为零。如无内应力复合材料、浇铸树脂、高光洁度涂料、印模材料等；而在另外一些应用场合，则希望在聚合过程中体积有所膨胀，如精密铸造、预应力塑料、高强度粘合剂、密封材料、填隙材料、补牙材料等。而固化时产生的体积收缩显然适应不了这些要求。众所周知，水在结冰时，大约有4% 的体积膨胀，通过微力学相互作用，冰几乎能粘结任何表面，即使象四氟乙烯这样不为水润湿的难粘材料。可以肯定，膨胀单体的应用，也同样能够得到高强度的粘结材料和高强度的复合材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，该方法由羟基香茅醛合成三元醇后醛，遵循开环聚合反应的技术路线，而合成一种新的螺环原碳酸酯膨胀单体。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，是由如下步骤合成的
1)在三口瓶加入羟基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，装好回流冷凝管，内插温度计和滴液漏斗，电磁搅拌，滴加NaOH水溶液，控制PH=IO—11之间，反应2小时；
2)滴加36%的乙酸水溶液中和至PH=6，减压蒸馏除去水和甲醛；
3)用乙酸乙酯萃取，合并萃取液并用少量水洗涤；
4)加无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁，将滤液蒸馏除去乙酸乙酯，再减压蒸馏即得中间产品；
5)利用红外，核磁进行元素分析；
6)称取三元醇，二正丁基氧化锡，一并加入单口瓶，加入甲苯，装上分水器和回流装置， 电磁搅拌，控制油浴温度，反应蒸馏出甲苯
7)用正己烷洗涤，底部的油状粘稠液体为较纯正的单体，再加入甲苯，加热使其溶解， 冷却至室温后，经结晶，过滤干燥，即为产品。 所述的一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，其所述的控制油浴温度，反应蒸馏出甲苯将油浴温度降至室温，拆除分水器，装上恒压滴液漏斗和回流装置，并在回流冷凝管上安装CaCl2干燥管。在漏斗中加入CS2,缓慢滴加入反应瓶中，并将油浴缓慢加热到， 回流，降至室温后，真空泵减压蒸馏出甲苯。
图1为本发明三元醇和羟基香茅醛的红外谱图； 图2为本发明螺环单体的红外谱图。注本发明的图1一图2为产物状态的分析示意图，图中文字或影像不清晰并不影响对本发明技术方案的理解。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行详细说明。
CH2OH合成路线如下
权利要求
1.一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，其特征在于，是由如下步骤合成的1)在三口瓶加入羟基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，装好回流冷凝管，内插温度计和滴液漏斗，电磁搅拌，滴加NaOH水溶液，控制PH=IO—11之间，反应2小时；2)滴加36%的乙酸水溶液中和至PH=6，减压蒸馏除去水和甲醛；3)用乙酸乙酯萃取，合并萃取液并用少量水洗涤；4)加无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁，将滤液蒸馏除去乙酸乙酯，再减压蒸馏即得中间产品；5)利用红外，核磁进行元素分析；6)称取三元醇，二正丁基氧化锡，一并加入单口瓶，加入甲苯，装上分水器和回流装置， 电磁搅拌，控制油浴温度，反应蒸馏出甲苯7)用正己烷洗涤，底部的油状粘稠液体为较纯正的单体，再加入甲苯，加热使其溶解， 冷却至室温后，经结晶，过滤干燥，即为产品。
2.根据权利要求1所述的一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，其特征在于，所述的控制油浴温度，反应蒸馏出甲苯将油浴温度降至室温，拆除分水器，装上恒压滴液漏斗和回流装置，并在回流冷凝管上安装CaCl2干燥管；在漏斗中加入CS2,缓慢滴加入反应瓶中，并将油浴缓慢加热到，回流，降至室温后，真空泵减压蒸馏出甲苯。
全文摘要
一种螺环原碳酸酯膨胀单体的合成方法，涉及一种聚合物的合成方法，是由如下步骤合成的在三口瓶加入羟基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，装好回流冷凝管，内插温度计和滴液漏斗，滴加NaOH水溶液；减压蒸馏除去水和甲醛，加无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁，将滤液蒸馏除去乙酸乙酯，再减压蒸馏即得中间产品；称取三元醇，二正丁基氧化锡，一并加入单口瓶，加入甲苯，装上分水器和回流装置，电磁搅拌，底部的油状粘稠液体为较纯正的单体，再加入甲苯，加热使其溶解，冷却至室温后，经结晶，过滤干燥，即为产品。产品对商品化树脂进行改性，以提高商品化树脂的性能，从而成为高技术含量、高附加值的产品。
文档编号C07D493/10GK102153563SQ20111005749
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者刘大晨, 宁志高, 李安东, 梁兵, 王长松 申请人:沈阳化工大学