聚碳酸酯、聚氨酯的绿色合成工艺探索

摘要

近年来，人们无论在产品还是生产过程中都越来越重视环保问题。聚碳酸酯和聚氨酯的非光气、非异氰酸酯生成工艺，避免及减少光气及异氰酸酯对环境与人体健康危害的绿色合成工艺已引起人们的广泛关注。
　　 以双酚A(BPA)，碳酸二丁酯(DBC)为原料，制备出双酚A单丁基碳酸酯(I)和双酚A二丁基碳酸酯(II)，用核磁共振波谱表征其结构。通过I、II的熔融自缩聚及II与BPA酯交换反应合成了双酚A型聚碳酸酯PC，用凝胶渗透色谱法(GPC)和TGA对PC的分子量和热性质进行分析。研究发现，II自缩聚更易得到高分子量的PC，II在230℃自聚6 h后产物的Mw可达3.1*104，开拓了聚碳酸酯的非光气法合成新途径。
　　 双酚A(BPA)，碳酸乙二酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)作为原料，制备单体双酚A二元醇(Ⅲ)和双酚A碳酸酯(IV)，并用红外光谱与核磁共振波谱对其结构进行表征。通过IV的自聚及与Ⅲ的缩聚反应实现了主链中含有-CH2CH2-单元的双酚A型聚碳酸酯PC的非光气法合成，GPC和TGA-DSC分析结果表明，IV在210℃自聚25 h后产物的Mn可达1.25*104，主链中-CH2CH2-单元的引入，可以降低聚合物的Tg，且所得聚合物具有良好的热稳定性。
　　 以小分子碳酸酯、二元醇和二元胺为原料制备出非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)和聚碳酸型聚氨酯(PCU)，实验结果表明采用该无异氰酸酯绿色路线可以制备PU和PCU。GPC和TGA分析结果表明PCU的聚合度n 可达160，PCU 最大分解速率温度最高可达529℃。