聚碳酸酯(PC)是一種高性能工程塑料,具有良好的透明性、優異的熱穩定性和突出的力學性能,被廣泛用于空天、軍工及民用等重大領域。
界面縮聚光氣法和碳酸二苯酯(DPC)熔融法已獲得了工業化生產,然而界面縮聚光氣法存在光氣劇毒、污染環境、腐蝕設備等問題;DPC熔融法雖然摒棄了劇毒光氣的使用,但是原料雙酚A具有雌激素效應和慢性毒性,并且DPC在聚合過程中會產生有毒副產物苯酚。
針對上述問題,離子液體研究團隊開發了一種以碳酸二甲酯(DMC)和異山梨醇(ISB)為原料的合成生物基聚碳酸酯(PIC)的綠色工藝。該工藝不僅原料綠色無毒,拓寬了PC在醫學設備和食品包裝等領域的應用,而且副產物甲醇沸點低,易脫除,有利于降低成本和能耗,有望代替傳統聚碳工藝。
在前期研究工作的基礎上,該團隊采用多種含氮有機堿化合物為催化劑,實現了ISB羥基的高效活化,有效抑制了甲基化產物的生成,提高了甲酯化產物的選擇性,合成了重均分子量為53000,玻璃化轉變溫度為167 ℃的PIC。
由于ISB的剛性結構導致PIC的加工性能較差,解決的方法是引入柔性單體合成共聚碳酸酯。基于含氮有機堿的高催化活性,該研究團隊首次采用一鍋法完成了共聚碳酸酯合成的研究。此一鍋法與文獻報道的兩步共聚法相比,大大縮短了反應時間,減少了反應步驟,提高了合成效率。


Wenjuan Fang, Zhencai Zhang, Zifeng Yang, Yaqin Zhang, Fei Xu*, Chenhao Li, Hongzhe An, Ting Song, Yunjun Luo* and Suojiang Zhang, One-pot synthesis of bio-based polycarbonates from dimethyl carbonate and isosorbide under metal-free condition,Green Chemistry, DOI:10.1039/d0gc01440k







