一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料及其制备方法，包括以下步骤：将化合物A与化合物B在催化剂下进行搅拌反应，制备得到含硫缩醛的可降解高分子材料；所述可降解高分子材料为长链型或交联网络结构的材料；所述化合物A为含有至少一个羰基或醛基的化合物；所述化合物B为含有至少两个巯基的化合物；所述化合物B的两个巯基之间所含原子数≥6。本发明专利技术通过优化涉及单体的化学结构特性，开发出一种新型的聚合体系，高效环保制备出主链含有硫缩醛基团的可降解线性高分子材料以及可以循环加工利用的“玻璃态高分子”材料，有效规避巯基与羰基在亲核反应过程中形成环状结构的可能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及可降解高分子材料
，具体涉及一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]可靠的聚合方法推动了高分子科学的发展，由于高分子材料具有体积小，性能好等优势，逐渐涌入国内市场，但是高分子材料在应用过程中所产生的废弃物会导致环境污染问题(例如，白色污染和微塑料等)和资源浪费问题。因此，开发可降解高分子材料对于解决传统高分子材料导致的环境问题和资源浪费问题都有重要意义。
[0003]目前，已报道的主链型可降解高分子材料，主要通过引入酯键、碳酸酯、缩醛、硅氧醚、磷酸酯、硫硫键等弱于碳碳键的基团使其具有在特定条件下可降解的性能。同时，大多数具有交联结构的高分子材料(例如，环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等)在使用后都不能被有效降解。因此，赋予交联高分子网络结构重复加工性能及可降解性能对可持续化发展具有重要的现实应用意义。
[0004]自2011年“玻璃态高分子(Vitrimer)”概念提出以后，多种化学基团，例如，硫醚键、二硫键、酯键、酰肼键、聚氨酯、受阻尿素、酸酐、三唑啉二酮、亚胺、硅氧烷、硼酸酯、半硫缩醛、硫缩醛、缩醛、三硫代碳酸酯等，被巧妙地设计并引入到高分子交联网络结构当中，在热、光、溶剂等条件的刺激下，交联网络中的特殊化学基团可以产生动态的交换过程，从而促进了交联网络结构形貌重构，实现多次循环利用。
[0005]在传统化学中，双巯基化合物，例如1,2
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二巯基乙醇、1,3二巯基丙二醇等，曾长期被用作羰基基团(例如，醛基或酮基)的保护，主要形成五元环或者六元环结构的硫缩醛，可帮助含醛、酮的化合物在合成一些药物前体后，在一定条件下脱保护，得到含醛、酮的药物。因此，为了有效规避巯基与羰基在亲核反应过程中形成环状结构的可能，并促进多分子间的缩合反应，使高分子主链含有硫缩醛结构，并得到具有线性或者交联结构的高分子材料，本专利技术旨在利用含巯基化合物与羰基化合物(醛，酮)之间的化学反应过程，通过优化涉及单体的化学结构特性，开发出一种新型的聚合体系，高效环保制备出主链含有硫缩醛基团的可降解线性高分子材料以及可以循环加工利用的“玻璃态高分子”材料。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料及其制备方法，本专利技术通过优化涉及单体的化学结构特性，开发出一种新型的聚合体系，高效环保制备出主链含有硫缩醛基团的可降解线性高分子材料以及可以循环加工利用的“玻璃态高分子”材料，有效规避巯基与羰基在亲核反应过程中形成环状结构的可能。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
[0008]一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将化合物A与化合物B在催化剂下进行搅拌反应，制备得到主链含硫缩醛的可降解
高分子材料；
[0010]所述可降解高分子材料为长链型或交联网络结构的高分子材料；
[0011]所述化合物A为含有至少一个羰基的化合物；所述化合物B为含有至少两个巯基的化合物；
[0012]所述化合物B的两个巯基之间所含原子数≥6。
[0013]进一步，所述催化剂为三氟乙酸、氯化锆、氯化铝、氯化锌、三氟化硼、五氯化铌、镧系元素的三氟甲磺酸盐、对甲苯磺酸中的任意一种。
[0014]进一步，当化合物A为含有一个醛基的醛类化合物或含有一个酮基的酮类化合物，且所述化合物B为含有两个巯基的双巯基化合物时，所述可降解高分子材料为长链型的高分子材料；
[0015]或者，当化合物A为含有一个醛基的醛类化合物或含有一个酮基的酮类化合物，且所述化合物B为含有至少三个巯基的多巯基化合物时，所述可降解高分子材料为交联网络结构的高分子材料；
[0016]或者，当所述化合物A为含有至少两个醛基的醛类化合物或含有至少两个酮基的酮类化合物，且所述化合物B为含有至少两个巯基的多巯基化合物时，所述可降解高分子材料为交联网络结构的高分子材料。
[0017]更进一步，当所述化合物A为含有一个醛基的醛类化合物或含有一个酮基的酮类化合物时，所述化合物A选自X取代的环烷基甲醛、X取代的环烷烯基甲醛、X取代的环烷酮、X取代的环烷烯酮或者选自以下结构式中的任意一种：
[0018][0019]或者，当所述化合物A为含有至少两个醛基的醛类化合物或含有至少两个酮基的酮类化合物时，所述化合物A选自X取代的环烷二酮或者选自以下结构式中的任意一种：
[0020][0021]R0选自C1～C3的烷基；R1选自X取代的苯环、X取代的C3～C14的烷基或X取代的C3～C14的烯烃；R2选自X取代的C3～C14的烷基；R3选自X取代的苯环；
[0022]X选自羟基、羧基、二甲氨基、甲氧基中至少一种；2≤n≤6且为整数。
[0023]更进一步，所述化合物A选自以下结构式中的任意一种：
[0024][0025]更进一步，当所述化合物B为含有至少两个巯基的多巯基化合物时，所述化合物B选自以下结构式中的任意一种：
[0026][0027]D1选自主链所含原子数≥6的烷基、烷氧基、Y取代或未被取代的苯基、Y取代或未被取代的联苯醚基、Y取代或未被取代的联苯硫醚基、Y取代或未被取代的萘基、C2～C14的烷基酸二烷基酯基；
[0028]D2选自Y取代或未被取代的苯基、Y取代或未被取代的联苯醚基、Y取代或未被取代的联苯硫醚基、Y取代或未被取代的萘基；
[0029]Y选自羟基、羧基、二甲氨基、甲氧基中至少一种；m为≥1的整数。
[0030]更进一步，所述化合物B选自以下结构式中的任意一种：
[0031][0032]进一步，反应条件是：室温下反应1～10h。
[0033]本专利技术还提供一种采用上述方法制备得到的主链含硫缩醛的可降解高分子材料。
[0034]本专利技术的有益效果：
[0035]1、本专利技术旨在利用长链型二元及多元巯基(1,6
‑
己二硫醇、2,6
‑
二氧杂
‑
1,8
‑
辛二硫醇、1,9
‑
壬二硫醇、4,4
’‑
二巯基二苯醚、4,4
’‑
二巯基二苯硫醚、1,4
‑
苯二硫醇、1,4
‑
苯二甲硫醇、双巯基乙酸乙二醇酯、双(3
‑
巯基丙酸)乙二醇、2,7
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萘基二硫醇、1,5
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二巯基萘等)或多元巯基单体(三羟甲基丙烷三(3
‑
巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2
‑
基乙酸酯)、四巯基苯、季戊四醇四巯基乙酸酯等)，有效规避巯基与羰基在亲核反应过程中形成环状结构的可能，并促进多分子间的缩合反应，使高分子主链含有硫缩醛结构，并得到具有线性或者交联结构的高分子材料。
[0036]2、本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主链含硫缩醛的可降解高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将化合物A与化合物B在催化剂下进行搅拌反应，制备得到主链含硫缩醛的可降解高分子材料；所述可降解高分子材料为长链型或交联网络结构的高分子材料；所述化合物A为含有至少一个羰基的化合物；所述化合物B为含有至少两个巯基的化合物；所述化合物B的两个巯基之间所含原子数≥6。2.根据权利要求1所述的主链含硫缩醛的可降解高分子材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三氟乙酸、氯化锆、氯化铝、氯化锌、三氟化硼、五氯化铌、镧系元素的三氟甲磺酸盐、对甲苯磺酸中的任意一种。3.根据权利要求1所述的主链含硫缩醛的可降解高分子材料的制备方法，其特征在于，当化合物A为含有一个醛基的醛类化合物或含有一个酮基的酮类化合物，且所述化合物B为含有两个巯基的双巯基化合物时，所述可降解高分子材料为长链型的高分子材料；或者，当化合物A为含有一个醛基的醛类化合物或含有一个酮基的酮类化合物，且所述化合物B为含有至少三个巯基的多巯基化合物时，所述可降解高分子材料为交联网络结构的高分子材料；或者，当所述化合物A为含有至少两个醛基的醛类化合物或含有至少两个酮基的酮类化合物，且所述化合物B为含有至少两个巯基的多巯基化合物时，所述可降解高分子材料为交联网络结构的高分子材料。4.根据权利要求3所述的主链含硫缩醛的可降解高分子材料的制备方法，其特征在于，当所述化合物A为含有一个醛基的醛类化合物或含有一个酮基的酮类化合物时，所述化合物A选自X取代的环烷基甲醛、X取代的环烷烯基甲醛、X取代的环烷酮、X取代的环烷烯酮或者选自以下结构式中的任意一种：或者，当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亮，金禹，胡程程，王振祥，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：