D,L-丙交酯的合成条件优化研究

制备了SO42-/Al2O3/La3 固体超强酸和辛酸亚锡复配作为丙交酯合成的催化剂.经多种催化剂的催化效率比较,进行多组实验发现该催化剂在较高反应压力下高产丙交酯的合成条件.结果表明,催化剂、反应温度、脱水时间等对丙交酯的产率有显著影响.     

D,L-丙交酯的制备及在二甲苯溶液中的开环聚合

将乳酸在催化剂存在下脱水环化合成了D,L-丙交酯 (D,L-LA).研究了催化剂用量、脱水温度及稀释剂等对D,L-LA产率的影响, 纯D,L-LA的产率最高可达37.3%.将D,L-LA以二甲苯为溶剂、辛酸亚锡为催化剂,经开环聚合得PDLLA.通过正交试验分析了单体浓度、引发剂用量、反应温度和时间等因素对产物分子量的影响,确定了最佳聚合条件为:单体浓度4.62 mol/L, n(SnOct2)/n(D,L-LA)=1∶400,聚合温度为120 ℃,聚合时间为8 h.利用最优条件,可制得v为76,000的PDLLA.通过同核去偶1H-NMR谱对PDLLA的序列结构进行了表征.结果表明,所合成的丙交酯单体为外消旋型,不含内消旋型丙交酯(meso-LA);且在聚合过程中无消旋化及酯交换反应发生.     

聚乳酸单体-丙交酯的合成

以D,L-乳酸为单体,无水氧化锌(ZnO)为催化剂,低真空条件下乳酸先缩聚后解聚制备了D,L-丙交酯.考察了脱水温度、脱水率、催化剂用量、解聚温度对丙交酯产率的影响.改进丙交酯的提纯方法,提高了丙交酯的重结晶收率.毛细管熔点法测定了产物的熔点,并用红外光谱、差示扫描量熟法、X-射线衍射分析对产物进行了分析表征.结果表明,所得产物为高纯的环状丙交酯.     

聚乳酸接枝淀粉的原位溶液合成及表征

以L-乳酸为接枝单体,辛酸亚锡为催化剂,采用原位溶液接枝工艺,在同一个反应体系中逐次完成淀粉糊化、丙交酯的生成及淀粉的聚乳酸接枝反应,制备了聚乳酸接枝淀粉,工艺简单、易于控制。研究了反应温度、L-乳酸与玉米淀粉质量比、反应时间和催化剂用量等对产物接枝率的影响,采用FTIR,1H-NMR和SEM对接枝产物进行了表征。结果表明:原位溶液合成产物为聚乳酸接枝淀粉;其最佳工艺条件的反应温度为95℃,L-乳酸与玉米淀粉质量比为3∶1,催化剂为乳酸用量的1%(质量分数),反应时间11 h,聚乳酸接枝率可达到14.81%,淀粉颗粒表面聚乳酸包覆均匀。     

聚乳酸／纳米二氧化硅复合材料分子量的影响因素

以丙交酯和改性后的纳米二氧化硅为原料,在催化剂作用下,用原位聚合法制备了聚乳酸纳米二氧化硅复合材料。讨论了催化剂的种类和用量、反应时间、反应温度、纳米二氧化硅的用量等因素对复合材料分子量的影响。结果表明,最优的反应条件为:采用辛酸亚锡为催化剂,催化剂用量和二氧化硅用量分别为丙交酯用量的0.25%(质量分数,下同)和5%,在140℃油浴中,氮气保护下反应72 h,可得到重均分子量为1.5091×105的聚乳酸纳米二氧化硅复合材料。     

丙交酯制备工艺的研究现状

丙交酯是以乳酸为原料制备高分子量聚乳酸的中间体,因此丙交酯的收率是影响聚乳酸大规模生产及其生产成本的关键因素.对乳酸及丙交酯的结构特点、乳酸合成丙交酯的工艺及影响丙交酯产率的主要因素进行了论述,进而提出了提高丙交酯产率应采取的相应措施.     

单模聚焦微波作用下端炔基修饰的聚(L-丙交酯)的合成与表征

在单模聚焦微波辐射作用下,以辛酸亚锡为催化剂,炔丙醇为小分子引发剂引发L-丙交酯开环聚合合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)。通过正交实验考察了各种反应条件对产物产率的影响,得出最佳的聚合反应条件如下:反应温度110℃,微波功率45W,辐照时间45min,催化剂用量0.1%。在此基础上,通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比合成了一系列端炔基修饰的聚(L-丙交酯),通过FT-IR、1H NMR、DSC、XRD和GPC对其结构与性能进行了研究。结果表明,在微波作用下,快速、高效地合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)目标产物,且产物的结构与性能可以通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比在一定程度上进行调控,随着L-丙交酯投料量增大,产物的分子量逐渐增大,熔点逐渐升高。     

高分子量聚L-乳酸的合成和表征

采用丙交酯开环聚合合成聚L-乳酸(PLLA),研究了引发剂用量、聚合时间对聚L-乳酸分子量的影响.采用FTIR、DSC、TG分析方法对聚乳酸的结构和热性能加以表征.研究结果表明通过对聚合时间以及引发剂用量的控制,合成出高分子量聚L-乳酸.FTIR分析结果证实了聚L-乳酸的结构,DSC分析表明合成出的聚L-乳酸玻璃化转变温度为62℃,结晶度达到42.3%;TG分析表明聚L-乳酸热分解温度为299℃.     

微波辐射D,L-丙交酯开环聚合制备聚乳酸

为得到聚乳酸的最佳制备工艺,利用微波辐射技术实现D,L-丙交酯开环聚合制备聚乳酸,实验考查了催化剂种类和用量,微波辐照功率和时间等工艺参数对产物分子量的影响,以及反应过程中体系温度的变化.研究表明,以连续微波炉作为反应器,催化剂Sn(Oct)2用量为丙交酯单体用量的0.56%(质量分数),在功率为90 W的连续微波辐射下反应10 m in,可获得粘均分子量(Mη)为15.92×104的聚乳酸(PDLLA).与家用微波炉相比,采用连续微波炉反应器,可在较短的反应时间内获得较高产率的聚乳酸产物.     

氧化锌-辛酸亚锡催化合成丙交酯

采用氧化锌和辛酸亚锡为催化剂,在高真空条件下共同催化合成丙交酯.比较了两种催化剂加入方式的不同对丙交酯产率的影响,发现当脱完自由水后同时加入氧化锌(ω=1%)和2 mL辛酸亚锡,丙交酯的粗产率可以达到90%以上.