專利名稱：一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物的合成方法，特別是涉及一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法。
背景技術(shù)：
目前為止，所有 由膨脹單體聚合所生成的線型聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，材料強(qiáng)度也不夠高，耐熱性較差，難以單獨(dú)作為結(jié)構(gòu)材料使用。目前開發(fā)這類單體的主要目的是用它們對(duì)商品化樹脂進(jìn)行改性，以提高商品化樹脂的性能，從而成為高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。膨脹單體的特點(diǎn)是在聚合過程中不產(chǎn)生體積收縮，甚至產(chǎn)生體積膨脹，因此可以滿足某些工業(yè)應(yīng)用的需要，在復(fù)合材料應(yīng)用方面，加拿大多倫多大學(xué)的PiggOtt教授利用在水中加入不同溶質(zhì)，從而控制水結(jié)冰固化時(shí)的體積變化，來研究基體體積變化對(duì)復(fù)合材料性能的影響。他還利用膨脹單體改性的樹脂COMACO (專利登記商品名)做基體，進(jìn)行了高分子復(fù)合材料的理論研究，如纖維拔出功、基體收縮力與復(fù)合材料的破壞，結(jié)果表明，共聚物基體的韌性得到明顯改善，而沒有明顯的平面剪切強(qiáng)度的降低或其它力學(xué)性能的損失， 并且復(fù)合材料的沖擊韌性在基體固化時(shí)的體積變化接近于零，大大提高。呂紹祥研究了改性環(huán)氧樹脂與碳纖維復(fù)合材料的拔出功，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的韌性有較大提高，拔出功亦有一定提高，究其原因是由于膨脹單體的作用，改性環(huán)氧樹脂基體在固化過程中體積無收縮，碳纖維與基體之間的界面粘接情況良好。膨脹單體的特點(diǎn)是在聚合過程中不產(chǎn)生體積收縮， 甚至產(chǎn)生體積膨脹，這是某些工業(yè)應(yīng)用所希望的，因此開發(fā)膨脹聚合類單體和人們的實(shí)際需要有很大的關(guān)系。目前，作為商品化的熱固性樹脂在固化過程中都要產(chǎn)生體積收縮，因而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這將導(dǎo)致材料內(nèi)部出現(xiàn)砂眼和裂痕，從而在這些缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使材料強(qiáng)度降低，過早導(dǎo)致斷裂。另外，由于體積收縮，也使得它們?cè)谠S多方面不能滿足人們的特殊需要。例如，在某些工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，人們希望聚合前后的體積收縮率為零。如無內(nèi)應(yīng)力復(fù)合材料、澆鑄樹脂、高光潔度涂料、印模材料等；而在另外一些應(yīng)用場(chǎng)合，則希望在聚合過程中體積有所膨脹，如精密鑄造、預(yù)應(yīng)力塑料、高強(qiáng)度粘合劑、密封材料、填隙材料、補(bǔ)牙材料等。而固化時(shí)產(chǎn)生的體積收縮顯然適應(yīng)不了這些要求。眾所周知，水在結(jié)冰時(shí)，大約有4% 的體積膨脹，通過微力學(xué)相互作用，冰幾乎能粘結(jié)任何表面，即使象四氟乙烯這樣不為水潤(rùn)濕的難粘材料?？梢钥隙?，膨脹單體的應(yīng)用，也同樣能夠得到高強(qiáng)度的粘結(jié)材料和高強(qiáng)度的復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法，該方法由羥基香茅醛合成三元醇后醛，遵循開環(huán)聚合反應(yīng)的技術(shù)路線，而合成一種新的螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法，是由如下步驟合成的
1)在三口瓶加入羥基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，裝好回流冷凝管，內(nèi)插溫度計(jì)和滴液漏斗，電磁攪拌，滴加NaOH水溶液，控制PH=IO—11之間，反應(yīng)2小時(shí)；
2)滴加36%的乙酸水溶液中和至PH=6，減壓蒸餾除去水和甲醛；
3)用乙酸乙酯萃取，合并萃取液并用少量水洗滌；
4)加無水硫酸鎂干燥，過濾除去硫酸鎂，將濾液蒸餾除去乙酸乙酯，再減壓蒸餾即得中間產(chǎn)品；
5)利用紅外，核磁進(jìn)行元素分析；
6)稱取三元醇，二正丁基氧化錫，一并加入單口瓶，加入甲苯，裝上分水器和回流裝置， 電磁攪拌，控制油浴溫度，反應(yīng)蒸餾出甲苯
7)用正己烷洗滌，底部的油狀粘稠液體為較純正的單體，再加入甲苯，加熱使其溶解， 冷卻至室溫后，經(jīng)結(jié)晶，過濾干燥，即為產(chǎn)品。 所述的一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法，其所述的控制油浴溫度，反應(yīng)蒸餾出甲苯將油浴溫度降至室溫，拆除分水器，裝上恒壓滴液漏斗和回流裝置，并在回流冷凝管上安裝CaCl2干燥管。在漏斗中加入CS2,緩慢滴加入反應(yīng)瓶中，并將油浴緩慢加熱到， 回流，降至室溫后，真空泵減壓蒸餾出甲苯。


圖1為本發(fā)明三元醇和羥基香茅醛的紅外譜圖； 圖2為本發(fā)明螺環(huán)單體的紅外譜圖。注本發(fā)明的圖1一圖2為產(chǎn)物狀態(tài)的分析示意圖，圖中文字或影像不清晰并不影響對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的理解。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
CH2OH合成路線如下
權(quán)利要求
1.一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法，其特征在于，是由如下步驟合成的1)在三口瓶加入羥基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，裝好回流冷凝管，內(nèi)插溫度計(jì)和滴液漏斗，電磁攪拌，滴加NaOH水溶液，控制PH=IO—11之間，反應(yīng)2小時(shí)；2)滴加36%的乙酸水溶液中和至PH=6，減壓蒸餾除去水和甲醛；3)用乙酸乙酯萃取，合并萃取液并用少量水洗滌；4)加無水硫酸鎂干燥，過濾除去硫酸鎂，將濾液蒸餾除去乙酸乙酯，再減壓蒸餾即得中間產(chǎn)品；5)利用紅外，核磁進(jìn)行元素分析；6)稱取三元醇，二正丁基氧化錫，一并加入單口瓶，加入甲苯，裝上分水器和回流裝置， 電磁攪拌，控制油浴溫度，反應(yīng)蒸餾出甲苯7)用正己烷洗滌，底部的油狀粘稠液體為較純正的單體，再加入甲苯，加熱使其溶解， 冷卻至室溫后，經(jīng)結(jié)晶，過濾干燥，即為產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法，其特征在于，所述的控制油浴溫度，反應(yīng)蒸餾出甲苯將油浴溫度降至室溫，拆除分水器，裝上恒壓滴液漏斗和回流裝置，并在回流冷凝管上安裝CaCl2干燥管；在漏斗中加入CS2,緩慢滴加入反應(yīng)瓶中，并將油浴緩慢加熱到，回流，降至室溫后，真空泵減壓蒸餾出甲苯。
全文摘要
一種螺環(huán)原碳酸酯膨脹單體的合成方法，涉及一種聚合物的合成方法，是由如下步驟合成的在三口瓶加入羥基香茅醛，甲醛水溶液，甲醇，裝好回流冷凝管，內(nèi)插溫度計(jì)和滴液漏斗，滴加NaOH水溶液；減壓蒸餾除去水和甲醛，加無水硫酸鎂干燥，過濾除去硫酸鎂，將濾液蒸餾除去乙酸乙酯，再減壓蒸餾即得中間產(chǎn)品；稱取三元醇，二正丁基氧化錫，一并加入單口瓶，加入甲苯，裝上分水器和回流裝置，電磁攪拌，底部的油狀粘稠液體為較純正的單體，再加入甲苯，加熱使其溶解，冷卻至室溫后，經(jīng)結(jié)晶，過濾干燥，即為產(chǎn)品。產(chǎn)品對(duì)商品化樹脂進(jìn)行改性，以提高商品化樹脂的性能，從而成為高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C07D493/10GK102153563SQ20111005749
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者劉大晨, 寧志高, 李安東, 梁兵, 王長(zhǎng)松 申請(qǐng)人:沈陽化工大學(xué)