本发明涉及合成树脂及塑料技术领域,具体涉及一种二氧化碳与环氧丙烷共聚物的制备方法。
背景技术:
二氧化碳由于其稳定的化学特性限制了它成为人们能开发利用的碳资源,且大气中温室气体的浓度以前所未有的速度增加。因此,固定二氧化碳,又不产生二次污染,是目前最为追求的目标。二氧化碳可用于与环氧化合物聚合,生成可降解的脂肪酸聚碳酸酯,在该反应中催化剂的制备是最关键的技术要点。双金属氰化物催化剂凭借其活性相对高、持久,且对环境气氛要求不高,曾一度成为研究热点,一般采用溶液沉淀法制备。
2005年,Kim利用聚四亚甲基醚二醇作乳化剂,用微乳法制备了纳米级钴氰化锌催化剂,并用其催化二氧化碳与环氧丙烷共聚合,催化剂活性最高达2 kg/g;但共聚物的相对分子质量仅为3 000~5 000,且共聚物中二氧化碳固定率最高仅为36%。因此,用双金属氰化物催化剂所制共聚物相对分子质量低,而且共聚物中聚酯含量低,不能满足固定二氧化碳的要求,限制了其工业化发展。
技术实现要素:
本发明旨在提出一种二氧化碳与环氧丙烷共聚物的制备方法。
本发明的技术方案在于:
二氧化碳与环氧丙烷共聚物的制备方法,包括如下步骤:
(1) Fe-DMC催化剂的制备
首先称取1.63 g氯化锌溶于去离子水中,量取15 mL表面活性剂,10 mL叔丁醇, 70 mL环己烷,混合均匀,将20 mL氯化锌溶液加入其中,不断搅拌,保持溶液呈透明状,得到A微乳液;称取1.38 g铁氰化钾溶于去离子水中,量取15 mL的表面活性剂,10 mL叔丁醇,70 mL环己烷,混合均匀,将20 mL铁氰化钾溶液缓慢加入其中,不断搅拌,保持溶液呈透明状,得到B微乳液;将A,B微乳液迅速混合,水浴反应,得到微乳液;将微乳液于40 ℃分别静置1~9 h后,分别加入丙酮破乳,离心分离,再洗涤分离,于70 ℃真空干燥至恒重,粉磨,即得Fe-DMC催化剂;
(2)共聚物的合成
用丙酮清洗反应釜内部并真空加热干燥;加入Fe-DMC催化剂和环氧丙烷,并通入二氧化碳至反应;反应结束后,打开进料口泄压,释放多余二氧化碳,向反应釜中滴加2~4滴体积分数为5%的盐酸终止反应,将生成物从反应釜中倒出,溶解生成物,再用无水乙醇沉淀,离心分离得到共聚物,干燥至恒重。
所述的表面活性剂为OP-10。
所述的水浴反应温度为35~40℃的,反应时间为1~2 h。
所述的洗涤分离通过叔丁醇水溶液分离,叔丁醇水溶液的体积分数为50~60%。
所述的溶解生成物采用二氯甲烷。
本发明的技术效果在于:
本发明用微乳法制备的Fe-DMC催化剂催化二氧化碳与环氧丙烷共聚合生成的共聚物达9.20×104,更大程度提高催化效率。
具体实施方式
二氧化碳与环氧丙烷共聚物的制备方法,包括如下步骤:
实施例1
(1) Fe-DMC催化剂的制备
首先称取1.63 g氯化锌溶于去离子水中,量取15 mL表面活性剂,10 mL叔丁醇, 70 mL环己烷,混合均匀,将20 mL氯化锌溶液加入其中,不断搅拌,保持溶液呈透明状,得到A微乳液;称取1.38 g铁氰化钾溶于去离子水中,量取15 mL的表面活性剂,10 mL叔丁醇,70 mL环己烷,混合均匀,将20 mL铁氰化钾溶液缓慢加入其中,不断搅拌,保持溶液呈透明状,得到B微乳液;将A,B微乳液迅速混合,水浴反应,得到微乳液;将微乳液于40 ℃分别静置1~9 h后,分别加入丙酮破乳,离心分离,再洗涤分离,于70 ℃真空干燥至恒重,粉磨,即得Fe-DMC催化剂;
(2)共聚物的合成
用丙酮清洗反应釜内部并真空加热干燥;加入Fe-DMC催化剂和环氧丙烷,并通入二氧化碳至反应;反应结束后,打开进料口泄压,释放多余二氧化碳,向反应釜中滴加2~4滴体积分数为5%的盐酸终止反应,将生成物从反应釜中倒出,溶解生成物,再用无水乙醇沉淀,离心分离得到共聚物,干燥至恒重。
实施例2
(1) Fe-DMC催化剂的制备
首先称取1.63 g氯化锌溶于去离子水中,量取15 mL表面活性剂,10 mL叔丁醇, 70 mL环己烷,混合均匀,将20 mL氯化锌溶液加入其中,不断搅拌,保持溶液呈透明状,得到A微乳液;称取1.38 g铁氰化钾溶于去离子水中,量取15 mL的表面活性剂,10 mL叔丁醇,70 mL环己烷,混合均匀,将20 mL铁氰化钾溶液缓慢加入其中,不断搅拌,保持溶液呈透明状,得到B微乳液;将A,B微乳液迅速混合,水浴反应,得到微乳液;将微乳液于40 ℃分别静置1~9 h后,分别加入丙酮破乳,离心分离,再洗涤分离,于70 ℃真空干燥至恒重,粉磨,即得Fe-DMC催化剂;
(2)共聚物的合成
用丙酮清洗反应釜内部并真空加热干燥;加入Fe-DMC催化剂和环氧丙烷,并通入二氧化碳至反应;反应结束后,打开进料口泄压,释放多余二氧化碳,向反应釜中滴加2~4滴体积分数为5%的盐酸终止反应,将生成物从反应釜中倒出,溶解生成物,再用无水乙醇沉淀,离心分离得到共聚物,干燥至恒重。
其中,所述的表面活性剂为OP-10。所述的水浴反应温度为35~40℃的,反应时间为1~2 h。所述的洗涤分离通过叔丁醇水溶液分离,叔丁醇水溶液的体积分数为50~60%。所述的溶解生成物采用二氯甲烷。