一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法技术

本发明专利技术提供一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，包括：一定条件下干燥得到的丙交酯和己内酰胺原料，按照10‑20的重量比加入到反应器中，在催化体系的作用下，开环反应的压力0.15‑0.30MPa、反应温度110‑170℃，反应6‑10小时后制备得到共聚物。使用本发明专利技术方法制备的共聚物生物可降解，可替代传统石油基塑料，得到的共聚物回潮性好、透气性好。

Ring opening polymerization of lactide and caprolactam copolymer

The invention provides an open ring polymerization method of the lactide and caprolactam copolymer, which includes the drying of the lactide and caprolactam under certain conditions, which is added to the reactor in accordance with the weight ratio of 10 of 20. Under the action of the catalytic system, the pressure of the ring opening reaction is 0.15 0.30MPa, the reaction temperature is 110 and 170 degrees, and the reaction temperature is 170. The copolymer should be prepared after 6 hours and 10 hours. The copolymer prepared by the method is biodegradable, and can replace traditional petroleum based plastics. The copolymer obtained has good moisture regain and good permeability.

【技术实现步骤摘要】
一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法
本专利技术属于新材料合成
，具体涉及一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法。
技术介绍
传统塑料的广泛使用消耗了大量宝贵的不可再生的石油资源，在石油资源日益短缺的今天更加剧了能源危机。更为严重的是有百分之五十以上的塑料制品用后被废弃，而这些废弃物可在自然环境中存在几百年，不仅造成“白色污染”，还持续污染地下水和土壤，妨碍动植物生长，危及人类健康和生存。废弃物处理的传统做法是回收集中焚烧、掩埋或者再生利用，但前两种方式都会产生新的污染，阻断土壤水循环，增加有害气体排放。而以可再生的农作物为原料的生物质塑料作为塑料家族中的一员，它在使用前和使用中与传统石油基塑料具有相当或相近的使用性能和卫生性能，而在完成其使用功能后，能在自然环境中较快地降解为二氧化碳和水，最终回归自然，从而彻底解决塑料的“白色污染”问题。正是对能源危机的和环境污染的忧虑促使世界各国科研人员加大了生物质塑料的研发力度。各国政府也加强了法律建设和制度管理，鼓励和支持技术创新研究可降解的生物质塑料，限制使用传统石油基塑料。在所有可作为生物质塑料的材料中，聚乳酸是产业化最有前景的材料。然而聚乳酸材料的回潮率低，限制了其在工业领域的应用范围，使用本专利技术方法得到一种丙交酯和己内酰胺共聚物，可以优化聚乳酸的物化性能，回潮率高，透气性好，拓宽了聚乳酸的应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，采用该方法制备的共聚物材料具有较高的回潮率，透气性能好。本专利技术提供了如下的技术方案：一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，将丙交酯和己内酰胺单体同时投入到反应器中，在反应温度为110-170℃，反应压力为0.15-0.30MPa的催化体系作用下反应得到共聚物；优选地，所述催化体系为二丁基锡和乳酸锌的复合物。优选地，所述反应温度为130-150℃。优选地，所述反应压力为0.2-0.25MPa。优选地，所述丙交酯为L-丙交酯、D-丙交酯、D,L-丙交酯和meso-丙交酯中的一种或多种。优选地，二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为0.5-1.8；添加量为原料重量的0.02-0.5％。优选地，丙交酯和己内酰胺的重量比为10-20。本专利技术制备的开环共聚物：a)共聚物的数均分子量50,000-90,000；b)共聚物的分子量分布1.1-1.5。本专利技术的有益效果是：使用该方法制备的丙交酯和己内酰胺共聚物改善了聚乳酸材料回潮率低、聚酰胺材料透气性差的问题，具有较高的回潮率，透气性能好。具体实施方式丙交酯的原料乳酸具有旋光立体结构，有L-乳酸、D-乳酸和D,L-乳酸三种。二份乳酸通过脱两份水得到丙交酯，丙交酯是合成生物降解材料聚乳酸的重要原材料。丙交酯有L-丙交酯、D-丙交酯、D,L-丙交酯和meso-丙交酯四种。本实施例所述的丙交酯和己内酰胺共聚物，丙交酯可以是L-丙交酯、D-丙交酯、D,L-丙交酯和meso-丙交酯中的一种或多种。优选的丙交酯为L-丙交酯和D-丙交酯。进一步优化丙交酯为L-丙交酯。本实施例提供的丙交酯和己内酰胺共聚物是这样实现的：一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，包括以下步骤：1)将原料丙交酯和己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和100Pa以内真空条件下干燥2-5小时；2)将干燥过的丙交酯和己内酰胺加入到反应器中，同时加入催化体系，催化体系为二丁基锡和乳酸锌的复合物，二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为0.5-1.8，优选二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为0.7-1.1；3)反应器真空抽到100Pa以内，然后通入99.99％的氮气至0.11MPa，同等条件下真空充氮不少于3次；最后保持反应器处于氮气压力0.15-0.30MPa条件下反应，优选压力0.2-0.25MPa；4)升温至110-170℃，优选温度在130-150℃，反应6-10小时后得到共聚物，共聚物的数均分子量50,000-90,000，分子量分布1.1-1.5。实施例110公斤L-丙交酯和1公斤己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和50Pa真空条件下干燥3小时，将干燥过的L-丙交酯和己内酰胺加入到50L的反应釜中；同时加入催化体系二丁基锡和乳酸锌的复合物11克，其中二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为0.5；抽真空充氮反复5次，最后保持反应系统压力为0.15MPa；反应釜升温至135℃，并开启搅拌，搅拌速率为60转/分钟，0.5小时停止搅拌，反应8小时后得到共聚物10.95公斤。GPC分析得出共聚物的数均分子量为55,000，分子量分布1.2；产物收率为99.5％。实施例29.7公斤L-丙交酯、0.3公斤D-丙交酯和0.5公斤己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和50Pa真空条件下干燥3小时，将干燥过的L-丙交酯和己内酰胺加入到50L的反应釜中；同时加入催化体系二丁基锡和乳酸锌的复合物40克，其中二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为0.8；抽真空充氮反复5次，最后保持反应系统压力为0.25MPa；反应釜升温至135℃，并开启搅拌，搅拌速率为60转/分钟，0.5小时停止搅拌，反应8小时后得到共聚物10.96公斤。GPC分析得出共聚物的数均分子量为77,000，分子量分布1.3；产物收率为99.6％。实施例39.7公斤L-丙交酯、0.3公斤D-丙交酯和1公斤己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和50Pa真空条件下干燥3小时，将干燥过的L-丙交酯和己内酰胺加入到50L的反应釜中；同时加入催化体系二丁基锡和乳酸锌的复合物6克，其中二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为1.7；抽真空充氮反复5次，最后保持反应系统压力为0.3MPa；反应釜升温至170℃，并开启搅拌，搅拌速率为60转/分钟，0.5小时停止搅拌，反应8小时后得到共聚物10.9公斤。GPC分析得出共聚物的数均分子量为85,000，分子量分布1.1；产物收率为99.1％。实施例49.7公斤L-丙交酯、0.3公斤D-丙交酯和0.7公斤己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和50Pa真空条件下干燥3小时，将干燥过的L-丙交酯和己内酰胺加入到50L的反应釜中；同时加入催化体系二丁基锡和乳酸锌的复合物8克，其中二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为1.1；抽真空充氮反复5次，最后保持反应系统压力为0.3MPa；反应釜升温至150℃，并开启搅拌，搅拌速率为60转/分钟，0.5小时停止搅拌，反应10小时后得到共聚物10.66公斤。GPC分析得出共聚物的数均分子量为89,000，分子量分布1.2；产物收率为99.6％。实施例59.5公斤D,L-丙交酯、0.5公斤meso-丙交酯和0.5公斤己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和50Pa真空条件下干燥3小时，将干燥过的L-丙交酯和己内酰胺加入到50L的反应釜中；同时加入催化体系二丁基锡和乳酸锌的复合物7克，其中二丁基锡和乳酸锌的摩尔比为0.7；抽真空充氮反复5次，最后保持反应系统压力为0.2MPa；反应釜升温至110℃，并开启搅拌，搅拌速率为60转/分钟，0.5小时停止搅拌，反应10小时后得到共聚物10.4公斤。GPC分析得出共聚物的数均分子量为67,000，分子量分布1.3；产物收率为99.0％。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将原料丙交酯和己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和100Pa以内真空条件下干燥2‑5小时；2)将干燥过的所述丙交酯和所述己内酰胺加入到反应器中，同时加入催化体系，所述催化体系为二丁基锡和乳酸锌的复合物；3)反应器真空抽到100Pa以内，然后通入99.99％的氮气至0.11MPa，同等条件下真空充氮多于3次；最后保持反应器处于氮气压力0.15‑0.30MPa条件下反应；4)所述丙交酯和己内酰胺在所述反应器内升温至110‑170℃，反应6‑10小时后得到共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将原料丙交酯和己内酰胺分别在干燥箱中于50℃和100Pa以内真空条件下干燥2-5小时；2)将干燥过的所述丙交酯和所述己内酰胺加入到反应器中，同时加入催化体系，所述催化体系为二丁基锡和乳酸锌的复合物；3)反应器真空抽到100Pa以内，然后通入99.99％的氮气至0.11MPa，同等条件下真空充氮多于3次；最后保持反应器处于氮气压力0.15-0.30MPa条件下反应；4)所述丙交酯和己内酰胺在所述反应器内升温至110-170℃，反应6-10小时后得到共聚物。2.根据权利要求1所述的丙交酯和己内酰胺共聚物的开环聚合方法，其特征在于，所述步骤4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金燃，
申请(专利权)人：盐城天顺机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32