非異氰酸酯法制備可生物降解結(jié)晶熱塑性聚(醚氨酯)及彈性體
本技術(shù)成果主要利用非異氰酸酯法制備可生物降解結(jié)晶熱塑性聚(醚氨 酯)及彈性體的方法。具體涉及以脂肪族二氨酯二醇與聚醚二元醇為原料,通過熔融縮聚的氨酯交換反應(yīng),得到可生物降解結(jié)晶熱塑性聚(醚氨酯)及彈性體,屬于聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域。 聚氨酯是日常生活中應(yīng)用非常廣泛的高分子材料,具有良好的強度、韌 性和耐磨性等優(yōu)異性能。聚氨酯目前主要由多異氰酸酯和含活潑氫化合物來合成,而多異氰酸酯有毒,對環(huán)境和人體有害,且其制備原料為劇毒的光氣;同時,異氰酸酯可與水反應(yīng)形成氣泡,影響了聚氨酯的性能。為了克服這些缺點,近年來提出了非異氰酸酯法來合成聚氨酯,主要利用環(huán)碳酸酯與二元或多元胺反應(yīng)制備。 本技術(shù)提供了一種對真空度和設(shè)備要求不高、操作簡便、綠色環(huán)保的非異氰酸酯法,制備可生物降解結(jié)晶熱塑性 聚(醚氨酯)及彈性體的方法。該方法原料便宜易得,制備的熱塑性聚(醚 氨酯)結(jié)構(gòu)規(guī)整、高分子量、結(jié)晶性能較好、力學(xué)性能優(yōu)異,為脂肪族的直鏈結(jié)構(gòu),可被微生物和酶降解。本技術(shù)采用熔融縮聚氨酯交換的非異氰酸酯法,先以不同的二胺分別和環(huán)狀碳酸酯反應(yīng)制備直鏈型和脂環(huán)型兩種二氨酯二醇,并將其中直鏈型二氨酯二醇聚合成預(yù)聚體(作為硬段),再與聚醚二元醇(作為軟段)及脂環(huán)型二氨酯二醇在催化劑存在下進行氨酯交換反應(yīng),得到可生物降解結(jié)晶熱塑性聚 (醚氨酯)及彈性體。由此得到的聚(醚氨酯)具有脂肪族線形結(jié)構(gòu),該方法操作簡便、綠色、清潔、高效,得到產(chǎn)物為熱塑性材料,具有較高的分子量、較高的熔點、良好的結(jié)晶性能和優(yōu)異的力學(xué)性能,可與常規(guī)異氰酸酯方法得到的聚氨酯媲美。其拉伸強度可達49.44MPa,斷裂伸長率達1490.0%。可通過改變二氨酯二醇預(yù)聚體硬段和聚醚軟段的長度以及軟硬段、脂環(huán)型二氨酯二醇配比,從而得到性能各異的材料,可以是熱塑性塑料,也可以是熱塑性彈性體。
北京化工大學(xué)
2021-02-01