一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素接枝共聚物的方法
【專利摘要】一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素接枝共聚物的方法，本發(fā)明涉及纖維素接枝聚合物材料的合成方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的用丙交酯與纖維素接枝共聚時采用單一的DMAP作催化劑接枝效率低的技術(shù)問題。本方法：一、將離子液體加熱后，溶解纖維素；二、將L-丙交酯和復合催化劑加入到纖維素溶液中反應(yīng)；三、純化，得到丙交酯與纖維素的接枝共聚物。本發(fā)明的接枝率達到15％～25％，制備的共聚物可做熱塑性塑料應(yīng)用。
【專利說明】一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素接枝共聚物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于纖維素接枝聚合物材料領(lǐng)域，特別涉及一種利用離子液體合成丙交酯 與纖維素的接枝共聚物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 纖維素是由D-吡喃型葡萄糖基彼此以1，4_β苷鍵連接而成的一種均一的高分 子，平均聚合度約10000左右，是世界上最豐富的天然有機物，資源廣泛。α -纖維素是纖維 素原料在20°C下，浸于17. 5%或18%的氫氧化鈉溶液中，經(jīng)過45分鐘后不溶解的部分即 為α-纖維素，其聚合度很大。因其纖維強韌，故形成的助濾層不宜剝落和龜裂，干燥濾餅 的表觀密度為〇. 14?0. 32g/cm3,可耐高濃度的堿（80°C以下）、油（200°C以下）等介質(zhì)的 腐蝕，不含溶于水的礦物質(zhì)。此外，因其有一定的靜電吸附作用，故可提高過濾效率。而且 它可以在醫(yī)藥制片中作為輔料，是制片上良好的粘合劑解劑；同時，纖維素可降解，對保護 環(huán)境起著一定的作用。
[0003] 4-二甲氨基吡啶是一個新型高效的?；磻?yīng)催化劑，可用于烯醇負離子的0-酰 基化，醇和酚的?；甚ィ惽杷狨ヅc羧酸反應(yīng)生成酰胺，胺的酰胺化，Steglich酯化反應(yīng)、 Staudinger合成，和醇的三苯甲基化成醚等多種反應(yīng)。而且4-二甲氨基吡啶也可用于萜、 甾體、糖及核苷等的合成，在有機合成、藥物、農(nóng)藥、香料、顏料合成和高分子領(lǐng)域有很多應(yīng) 用。DMAP參與的反應(yīng)用量少，產(chǎn)率高，反應(yīng)條件溫和，容易控制，反應(yīng)時間短，而且還具有適 用的溶劑范圍廣等優(yōu)點。DMAP對于空阻大、活性低醇類的酯化反應(yīng)的催化作用尤其顯著， 能使一般條件下難以完成的反應(yīng)順利進行，產(chǎn)率一般較高。然而利用離子液體作溶劑，單一 的DMAP作催化劑催化丙交酯得纖維素接枝共聚物時，接枝率一般低于25%，接枝效果不理 想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的用丙交酯與纖維素接枝共聚時采用單一的DMAP作催化 齊U，接枝效率低的技術(shù)問題，而提供一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素接枝共聚物的 方法。
[0005] 本發(fā)明的一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物的制備方法，按以 下步驟進行：
[0006] -、溶解：將離子液體加熱至60?80°C攪拌10?15min后，向其中加入纖維素， 在80?100°C下攪拌12?24h，得到纖維素溶液；
[0007] 二、反應(yīng)：將L-丙交酯和復合催化劑加入到步驟一得到的纖維素溶液中，在80? l〇〇°C的條件下攪拌反應(yīng)12?24h，得到聚合物粗產(chǎn)物；
[0008] 其中復合催化劑為N，N-二環(huán)己基碳二亞胺與4-二甲氨基吡啶按摩爾比為1 : (0. 5?1. 5)的混合物或者為磷酸三異丙基苯酯與4-二甲氨基吡啶按摩爾比為1 : (1?2) 的混合物；L-丙交酯與纖維素的質(zhì)量比為1 : (4?8)，復合催化劑的總摩爾數(shù)與L-丙交酯 的摩爾數(shù)的比為1 :5 ;
[0009] 三、純化：將步驟二所得的聚合物粗產(chǎn)物溶解在二甲基亞砜中，攪拌并超聲20? 40min后，用乙醇和水離心洗滌，然后真空干燥，得到丙交酯與纖維素的接枝共聚物。
[0010] 本發(fā)明以離子液體為反應(yīng)介質(zhì)，先將纖維素溶解在離子液體中幾小時，可得到淡 黃色的粘稠液體，再向其中加入L-丙交酯和復合催化劑，反應(yīng)后，用二甲基亞砜，乙醇和水 除去有機溶劑，得到丙交酯開環(huán)接枝纖維素的共聚物（Cellulose-g-PLLA)。具體反應(yīng)方程 式見下式。
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物的制備方法，其特征在于該方 法按以下步驟進行： 一、 溶解：將離子液體加熱至60?80°C攪拌10?15min后，向其中加入纖維素，在 80?100°C下攪拌12?24h，得到纖維素溶液； 二、 反應(yīng)：將L-丙交酯和復合催化劑加入到步驟一得到的纖維素溶液中，在80? l〇〇°C的條件下攪拌反應(yīng)12?24h，得到聚合物粗產(chǎn)物；其中復合催化劑為N，N-二環(huán)己基 碳二亞胺與4-二甲氨基吡啶按摩爾比為1 : (0. 5?1. 5)的混合物或者為磷酸三異丙基苯 酯與4-二甲氨基吡啶按摩爾比為1 : (1?2)的混合物；L-丙交酯與纖維素的質(zhì)量比為1 : (4?8)，復合催化劑的總摩爾數(shù)與L-丙交酯的摩爾數(shù)的比為1 :5 ; 三、 純化：將步驟二所得的聚合物粗產(chǎn)物溶解在二甲基亞砜中，攪拌并超聲20?40min 后，用乙醇和水離心洗滌，然后真空干燥，得到丙交酯與纖維素的接枝共聚物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物的制 備方法，其特征在于步驟一中纖維素與離子液體的質(zhì)量比為1 :40?50。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物的 制備方法，其特征在于步驟一中纖維素與離子液體的質(zhì)量比為1 :45。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物的 制備方法，其特征在于步驟一中離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽或1-烯丙基-3-甲 基咪唑氯鹽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物 的制備方法，其特征在于步驟三中的真空干燥條件，真空度為-〇. 085?-0. 095MPa，溫度為 20?40°C，干燥時間為12?24h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體合成丙交酯與纖維素的接枝共聚物的 制備方法，其特征在于步驟三中的真空干燥條件，真空度為-〇. 090MPa，溫度為30°C，干燥 時間為20h。
【文檔編號】C08G63/81GK104231236SQ201410531787
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】孫立國, 田君, 竇天威, 端學東 申請人:黑龍江大學