本发明属于聚合物技术领域,尤其涉及一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法。
背景技术:
聚乳酸和聚己内酯是化学合成的生物降解材料,在包装材料、生物医药及制药工业中有着广泛的应用。聚乳酸的合成通常采用两种方法,即丙交酯(乳酸的环状二聚体)开环聚合和乳酸直接聚合。其中高分子的聚乳酸一般采用丙交酯开环聚合的方法,并且已经有大量文献及专利对丙交酯开环聚合进行了相关报道,如专利号为us5235031的美国专利和专利号为us5357034的美国专利,与聚乳酸相似聚己内酯也是采用内酯单体开环聚合得到。
为了能够得到性能较好的聚乳酸,现有技术常采用左旋丙交酯或右旋丙交酯在低毒的锡类化合物,如氯化锡和辛酸亚锡的催化作用下进行开环聚合。在锡系催化剂作用下,光学纯的dla,lla分别开环聚合得到等规立构的聚右旋丙交酯以及聚左旋丙交酯,此两种聚合物均为熔点180℃的结晶性聚合物。但此种纯的聚乳酸广泛的应用在各个方面,但其单一的结构造成了其较脆的缺点限制了其应用,相对的聚己内酯材料柔性较好,而两种材料的直接物理共混物由于两种材料的相容性问题,影响了其的直接应用。因此需要开发应用一种环境友好的无毒的廉价的开环聚合催化剂,能催化丙交酯与己内酯共聚得到性能优良的共聚物。
目前,关于丙交酯与己内酯共聚的催化剂已有一些报道,如nomura等报道的席夫碱-铝催化剂是由一分子1,3-丙二胺与两分子水杨醛缩合得到席夫碱,然后由一分子席夫碱与一分子异丙醇铝反应得到。但是所报道的席夫碱铝催化剂在催化丙交酯与己内酯共聚时,催化反应的活性较低,高毒性的铝金属残留,很难满足实际需要。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法,该制备方法具有较高的转化率。
本发明提供了一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法,包括以下步骤:
在席夫碱铁催化剂作用下,丙交酯和己内酯开环共聚反应,得到聚乳酸-聚己内酯共聚物;
所述席夫碱铁催化剂具有式i结构:
所述y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
所述r选自-h、c1~c5的烷基或卤基。
优选地,所述r选自-h、叔丁基或-cl。
优选地,所述席夫碱铁催化剂按照以下方法制得:
将具有式ii结构的席夫碱配体与三氯化铁在溶剂中反应,得到具有式i结构的席夫碱铁化合物;
所述y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
所述r选自-h、c1~c5的烷基或卤基。
优选地,所述具有式ii结构的席夫碱配体按照以下方法制得:
将具有式iii结构的二胺化合物与具有式iv结构的水杨醛类化合物进行缩合反应,得到具有式ii结构的席夫碱配体;
式iii中,y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
式iv中,r选自-h、c1~c5的烷基或卤基。
优选地,所述席夫碱铁催化剂和丙交酯的物质的量比为1:50~1000;
所述席夫碱铁催化剂和己内酯的物质的量比为1:50~1000。
优选地,所述丙交酯和己内酯的物质的量比为1:0.05~20。
优选地,所述开环共聚反应的温度为25~140℃;
开环共聚反应的时间为1~72h。
优选地,所述溶剂选自环氧丙烷和/或环氧环己烷。
本发明提供了一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法,包括以下步骤:在席夫碱铁催化剂作用下,丙交酯和己内酯开环共聚反应,得到聚乳酸-聚己内酯共聚物;所述席夫碱铁催化剂具有式i结构。本发明以具有式i结构的席夫碱铁化合物作为丙交酯和己内酯开环共聚反应的催化剂,提高了转化率。实验结果表明:丙交酯的转化率为85~95%;己内酯的转化率为90~98%;聚乳酸-聚己内酯共聚物的数均分子量为0.7~6.7万g/mol。
具体实施方式
本发明提供了一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法,包括以下步骤:
在席夫碱铁催化剂作用下,丙交酯和己内酯开环共聚反应,得到聚乳酸-聚己内酯共聚物;
所述席夫碱铁催化剂具有式i结构:
所述y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
所述r选自-h、c1~c5的烷基或卤基。
本发明以具有式i结构的席夫碱铁化合物作为丙交酯和己内酯开环共聚反应的催化剂,提高了转化率。
在本发明中,所述席夫碱铁催化剂具有式i结构:
所述y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
所述r选自-h、c1~c5的烷基或卤基;优选地,r选自-h、叔丁基或-cl。
在本发明中,所述席夫碱铁催化剂优选按照以下方法制得:
将具有式ii结构的席夫碱配体与三氯化铁在溶剂中反应,得到具有式i结构的席夫碱铁化合物;
所述y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
所述r选自-h、c1~c5的烷基或卤基。
在本发明中,所述具有式ii结构的席夫碱配体按照以下方法制得:
将具有式iii结构的二胺化合物与具有式iv结构的水杨醛类化合物进行缩合反应,得到具有式ii结构的席夫碱配体;
式iii中,y选自-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-、-ch(ch3)-ch2-、
式iv中,r选自-h、c1~c5的烷基或卤基。
在本发明具体实例中,具有式iii结构的二胺化合物为rac-1,2-环己二胺、r,r-1,2-环己二胺、1,2-乙二胺、1-甲基-1,2-乙二胺、1,3-丙二胺或2,2-二甲基-1,3-丙二胺。
所述具有式iv结构的水杨醛类化合物具体为3,5-二叔丁基水杨醛或水杨醛。
本发明优选将具有式iii结构的二胺化合物溶于乙醇中,得到二胺化合物溶液;将具有式iv结构的水杨醛类化合物溶于乙醇中,得到水杨醛类化合物溶液;将所述水杨醛类化合物溶液缓慢滴加至所述具有式iii结构的二胺化合物溶液中,加热回流,进行缩合反应,得到具有式ii结构的席夫碱配体。在本发明中,所述具有式(iii)所示结构的二胺化合物优选为1,2环己二胺(rac、(r,r)、(s,s))或1,3-丙二胺;所述二胺化合物溶液中,所述具有式iii结构的二胺化合物的质量浓度优选为0.1g/ml~0.5g/ml,更优选为0.15g/ml~0.3g/ml;所述具有式iv结构的水杨醛类化合物优选为3,5-二叔丁基水杨醛或水杨醛;所述水杨醛类化合物溶液中,具有式iv结构的水杨醛类化合物的质量浓度优选为0.1g/ml~0.5g/ml,更优选为0.2g/ml~0.4g/ml。在本发明中,所述加热回流的温度优选为80℃;所述加热回流的时间优选为8h~16h;更优选为11h~13h;最优选为12h。
在本发明中,所述具有式iii结构的二胺化合物与具有式iv结构的水杨醛类化合物的物质的量比优选为1:2~4,更优选为1:2。
缩合反应后,本发明优选将所述缩合反应得到的溶液去除溶剂,然后将去除溶剂的反应产物进行重结晶,从而得到具有式ii结构的席夫碱配体。本发明对所述去溶剂和重结晶的方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的去溶剂和重结晶的方法即可。本发明优选将所述缩合反应得到的溶液进行旋蒸除去其中的溶剂,将去溶剂的反应产物采用乙醇进行重结晶,得到具有式ii结构的席夫碱配体。
得到具有式ii结构的席夫碱配体后,本发明将其与三氯化铁在溶剂中反应,得到具有式i结构的席夫碱铁化合物。具体的,本发明优选在保护气的条件下,将具有式ii结构的席夫碱配体溶液与三氯化铁溶液混合搅拌,反应后得到具有式i结构的席夫碱铁化合物。所述保护气优选为高纯氮气。在本发明中,所述具有式ii结构的席夫碱配体与所述三氯化铁的摩尔比优选为1:1。本发明对所述具有式ii结构的席夫碱配体溶液与三氯化铁溶液的配制方法并无特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的溶液配制方法即可。所述具有式ii结构的席夫碱配体溶液的溶剂优选为甲醇或者是甲醇与乙腈的混合溶剂;所述具有式ii结构的席夫碱配体溶液的摩尔浓度优选为0.5mol/l~2mol/l,更优选为1mol/l~2mol/l。所述三氯化铁溶液中的溶剂优选为甲醇或者是甲醇与乙腈的混合溶剂;所述三氯化铁溶液的摩尔浓度优选为0.5mol/l~2mol/l,更优选为1mol/l~2mol/l。本发明对所述溶剂并无特殊的限制,优选采用甲醇或者是甲醇与乙腈的混合溶剂。
在本发明中,所述席夫碱配体和三氯化铁反应的温度优选为25℃~60℃,更优选为25~30℃;反应的时间优选为8h~12h,更优选为9~10h。
所述具有式ii结构的席夫碱配体和三氯化铁的反应后,本发明优选将所述反应得到的溶液去溶剂,然后将去溶剂的反应产物进行重结晶,得到具有式i结构的希夫碱铁化合物。本发明对所述去溶剂和重结晶的方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的去溶剂和重结晶的方法即可。本发明优选将反应得到的溶液进行过滤除去其中的溶剂,将去溶剂的反应产物采用二氯甲烷/甲醇、二氯甲烷/甲醇乙腈、乙腈/乙醇、丙酮/乙醇混合溶剂进行重结晶,得到具有式i结构的席夫碱铁化合物。
本发明应用的席夫碱铁化合物具有铁原子中心,与现有技术公开的席夫碱铝中心的催化剂相比,本发明应用的席夫碱铁化合物可以催化丙交酯与己内酯开环共聚,具有廉价、催化剂金属残留无毒的优点。
在本发明中,所述丙交酯优选选自左旋丙交酯、右旋丙交酯、左旋丙交酯和右旋丙交酯混合物。
本发明优选在无水无氧条件下进行开环共聚反应。本发明可以将己内酯和催化剂在溶剂中混合,搅拌下进行开环聚合物反应,得到聚己内酯,之后加入相应量的丙交酯单体,继续聚合,得到共聚物;本发明也可以将己内酯和丙交酯与催化剂在溶剂中混合,搅拌下进行开环聚合物反应,得到聚乳酸-聚己内酯的无规共聚物。催化剂席夫碱铁化合物在开环共聚反应中表现出较高的催化活性。本发明对所述丙交酯的来源没有特殊的限制,采用丙交酯的市售商品即可,本发明优选对购买的丙交酯进行重结晶,再进行开环聚合反应。本发明优选对己内酯先进行减压蒸馏,再去进行开环聚合。
本发明优选在环氧丙烷或环氧环己烷的存在下进行开环共聚反应。
本发明应用的席夫碱铁化合物反应活性较高,在催化丙交酯开环聚合时的用量较少,开环聚合反应可采用较低的反应温度。在本发明中,所述席夫碱铁催化剂和丙交酯的物质的量比优选为1:50~1000,更优选为1:100~800,最优选为1:100~400;所述席夫碱铁催化剂和己内酯的物质的量比优选为1:50~1000,更优选为1:100~800,最优选为1:100~400。所述丙交酯和己内酯的物质的量比优选为1:0.05~20,更优选为1:0.2~5,最优选为1:0.5~2。
所述开环共聚反应的温度优选为25~140℃,更优选为60℃~100℃,最优选为60℃;开环共聚反应的时间优选为1~72h,更优选为15~30h,更优选为24h。
开环共聚反应结束后,本发明优选加入三氯甲烷溶解聚合物,再加入过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥,得到聚乳酸-聚己内酯共聚物。本发明对所述三氯甲烷的用量没有特殊的限制,能够将得到的反应产物溶解即可;本发明对所述过滤和干燥的方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知和干燥的技术方案即可;在本发明中所述干燥优选为真空干燥,所述干燥的时间优选为24h~48h,最优选为36h。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
预备例1
将1.14grac-1,2环己二胺溶于20ml乙醇中,得到rac-1,2环己二胺溶液;将4.7g3,5-二叔丁基水杨醛溶于30ml乙醇中,得到3,5-二叔丁基水杨醛溶液,将3,5-二叔丁基水杨醛溶液缓慢滴加至rac-1,2环己二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.4g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
本发明将得到的希夫碱铁化合物进行元素分析,得到其中各原子的含量,结果如下:elem.anal.(%):c67.97,h8.24,n5.57;foundc67.85,h8.06,n5.52。这说明,本实施例得到的希夫碱铁化合物具有式i结构,其中,y为
预备例2
将1.14gr,r-1,2环己二胺溶于20ml乙醇中,得到rac-1,2环己二胺溶液;将4.7g3,5-二叔丁基水杨醛溶于30ml乙醇中,得到3,5-二叔丁基水杨醛溶液,将3,5-二叔丁基水杨醛溶液缓慢滴加至rac-1,2环己二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.4g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
预备例3
将0.6g1,2乙二胺溶于20ml乙醇中;将5.0g3,5-二叔丁基水杨醛溶于30ml乙醇中,得到3,5-二叔丁基水杨醛溶液,将3,5-二叔丁基水杨醛溶液缓慢滴加至1,2乙二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.45g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
预备例4
将0.75g1-甲基-1,2乙二胺溶于20ml乙醇中;将5.0g3,5-二叔丁基水杨醛溶于30ml乙醇中,得到3,5-二叔丁基水杨醛溶液,将3,5-二叔丁基水杨醛溶液缓慢滴加至1-甲基-1,2乙二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.45g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
预备例5
将0.75g1,3-丙二胺溶于20ml乙醇中,得到1,3-丙二胺溶液;将5g水杨醛溶于20ml乙醇中,得到水杨醛溶液,将水杨醛溶液缓慢滴加至1,3-丙二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物。过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体。
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.45g三氯化铁混合后,加入15ml甲醇和25ml乙腈混合搅拌,将得到的混合溶液在60℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇/乙腈重结晶;得到具有式i结构的希夫碱铁化合物,其中,y为-ch2-ch2-ch2-;r为-h。
预备例6
将1.02g2,2-二甲基-1,3-丙二胺溶于20ml乙醇中;将5.0g3,5-二叔丁基水杨醛溶于30ml乙醇中,得到3,5-二叔丁基水杨醛溶液,将3,5-二叔丁基水杨醛溶液缓慢滴加至2,2-二甲基-1,3-丙二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.35g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
预备例7
将0.75g1,3-丙二胺溶于20ml乙醇中;将3.0g水杨醛溶于30ml乙醇中,得到水杨醛溶液,将水杨醛溶液缓慢滴加至1,3-丙二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.6g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
预备例8
将0.75g1-甲基-1,2乙二胺溶于20ml乙醇中;将4.0g3,5-二氯水杨醛溶于30ml乙醇中,得到3,5-二氯水杨醛溶液,将3,5-二叔丁基水杨醛溶液缓慢滴加至1-甲基-1,2乙二胺溶液,得到的混合溶液在80℃回流12h,得到反应混合物;过滤除去反应混合物中的溶剂,将得到的反应产物采用乙醇重结晶得到希夫碱配体;
在高纯氮气保护的条件下,将1g希夫碱配体与0.5g三氯化铁混合后,加入20ml甲醇混合搅拌,将得到的混合溶液在25℃反应2h,完成反应后将反应体系过滤除去溶剂,二氯甲烷/甲醇重结晶;得到希夫碱铁化合物。
实施例1
在无水无氧的条件下,将20.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、20.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol预备例1制备的催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在80℃搅拌反应24h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.2g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为96%;
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为48:52;
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.8万。
实施例2
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,采用预备例2制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.3g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为95%;
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为49:51;
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.8万;
实施例3
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用预备例3制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.0g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为95%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为50:50;
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.6万;
实施例4
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用预备例4制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.0g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为53:47;
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.9万。
实施例5
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用预备例5制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.5g;丙交酯的转化率为95%;己内酯的转化率为98%。
本本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为50:50;
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为2.0万。
实施例6
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用预备例6制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为3.8g;丙交酯的转化率为90%;己内酯的转化率为94%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为47:53;
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.8万。
实施例7
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用预备例7制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.2g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为91%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为54:46。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.7万。
实施例8
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用预备例8制备的席夫碱铁化合物作为催化剂。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.3g;丙交酯的转化率为89%;己内酯的转化率为93%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为48:52。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.9万。
实施例9
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用右旋丙交酯代替实施例1采用的左旋丙交酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.2g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为95%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为49:51。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.8万。
实施例10
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用10.0mmol右旋丙交酯与10.0mmol左旋丙交酯的混合物代替实施例1采用的左旋丙交酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.1g;丙交酯的转化率为92%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为47:53。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.8万。
实施例11
本发明采用实施例1的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用环氧环己烷代替实施例1采用的环氧丙烷。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.0g;丙交酯的转化率为91%;己内酯的转化率为95%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为48:52。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.7万。
实施例12
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将10.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、10.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在25℃搅拌反应72h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为1.8g;丙交酯的转化率为85%;己内酯的转化率为90%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为46:54。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.7万。
实施例13
本发明采用实施例12的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯的共聚物,不同的是,本实施例采用60℃搅拌反应48h代替实施例12采用的25℃搅拌反应72h。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为1.7g;丙交酯的转化率为92%;己内酯的转化率为90%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为51:49。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.9万。
实施例14
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将20.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、20.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在100℃搅拌反应12h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为3.7g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为51:49。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.6万。
实施例15
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将10.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、10.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在140℃搅拌反应1h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为1.6g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为97%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为43:57。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.7万。
实施例16
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将20.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、20.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.1mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在80℃搅拌反应48h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为4.2g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为50:50。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为3.2万。
实施例17
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i所示结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将20.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、20.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.04mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在80℃搅拌反应48h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为3.6g;丙交酯的转化率为85%;己内酯的转化率为90%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为42:58。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为6.7万。
实施例18
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i所示结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将20.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、2.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在60℃搅拌反应24h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为2.2g;丙交酯的转化率为88%;己内酯的转化率为97%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为88:12。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.1万。
实施例19
本发明采用实施例18的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用4.0mmol减压蒸馏过的己内酯代替实施例18采用的2.0mmol减压蒸馏过的己内酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为2.6g;丙交酯的转化率为90%;己内酯的转化率为95%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为81:19。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.1万。
实施例20
本发明采用实施例18的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用6.6mmol减压蒸馏过的己内酯代替实施例18采用的2.0mmol减压蒸馏过的己内酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为3.0g;丙交酯的转化率为90%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为70:30。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.3万。
实施例21
本发明采用实施例18的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用10.0mmol减压蒸馏过的己内酯代替实施例18采用的2.0mmol减压蒸馏过的己内酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为3.2g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为62:38。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.4万。
实施例22
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,将2.0mmol重结晶过的左旋丙交酯、20.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在60℃搅拌反应24h,向得到的反应溶液中加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为1.7g;丙交酯的转化率为93%;己内酯的转化率为90%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为8:92。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.7万。
实施例23
本发明采用实施例22的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用4.0mmol重结晶过的左旋丙交酯代替实施例22采用的2.0mmol重结晶过的左旋丙交酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为2.4g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为94%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为15:85。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.8万。
实施例24
本发明采用实施例22的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用6.6mmol重结晶过的左旋丙交酯代替实施例22采用的2.0mmol重结晶过的左旋丙交酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为2.9g;丙交酯的转化率为95%;己内酯的转化率为96%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为22:78。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.8万。
实施例25
本发明采用实施例22的技术方案制备得到聚乳酸与聚己内酯共聚物,不同的是,本实施例采用10.0mmol重结晶过的左旋丙交酯代替实施例22采用的2.0mmol重结晶过的左旋丙交酯。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯共聚物的质量为3.2g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为97%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为29:71。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为0.9万。
实施例26
本实施例应用的席夫碱铁催化剂具有式i结构,其中y为1,3-丙二胺和r为叔丁基。
在无水无氧的条件下,20.0mmol减压蒸馏过的己内酯,0.2mmol催化剂与20ml环氧丙烷混合,将得到的混合溶液在60℃搅拌反应12h,向得到的反应溶液中将20.0mmol重结晶过的左旋丙交酯再在60℃搅拌反应12h,加入10ml三氯甲烷溶解聚合物,再向其中过量的乙醇沉淀聚合物,过滤,真空干燥48h,得到聚乳酸与聚己内酯共聚物。
本发明称量得到聚乳酸与聚己内酯嵌段共聚物的质量为4.0g;丙交酯的转化率为94%;己内酯的转化率为97%。
本发明利用1hnmr对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物组成进行分析,得到共聚物中丙交酯与己内酯的摩尔比为47:53。
本发明以聚苯乙烯为标准物,利用凝胶渗透色谱对本实施例得到的聚乳酸与聚己内酯共聚物进行分析,得到共聚物的数均分子量为1.7万。
由以上实施例可知,本发明提供了一种聚乳酸-聚己内酯共聚物的制备方法,包括以下步骤:在席夫碱铁催化剂作用下,丙交酯和己内酯开环共聚反应,得到聚乳酸-聚己内酯共聚物;所述席夫碱铁催化剂具有式i结构。本发明以具有式i结构的席夫碱铁化合物作为丙交酯和己内酯开环共聚反应的催化剂,提高了转化率。实验结果表明:丙交酯的转化率为85~95%;己内酯的转化率为90%~98%;聚乳酸-聚己内酯共聚物的数均分子量为0.7~6.7万g/mol。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。