溫度和封端劑MA對PPC分子量的影響

白俊清

（內蒙古蒙西高新技術〈集團〉有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 016014）

聚碳酸亞丙酯[Poly(propylene Carbonate)PPC]是由CO2和環氧丙烷在催化劑作用下聚合而成的脂肪族聚碳酸酯[1-2]。數均分子量在一萬以上的PPC可用于制備連續薄膜，這類薄膜除了保持全生物降解性能之外，還具有較好的透明性和很低的氧氣透過率，在食品保鮮盒、藥品包裝等方面有很大的應用價值[3]。內蒙古蒙西高新技術集團公司與中國科學院長春應用化學研究所合作在國際上率先建立了年產3000噸的生產線。

按目前的催化體系和生產工藝，最后的純PPC產品是白色粉末狀聚合物[2]，開發下游制品如吹膜、吸塑等需要對PPC進行熱加工。但PPC加工熱穩定性較差，在高溫條件下，很容易產生大分子主鏈的斷裂及從端基開始的解拉鏈式降解。賴明芳等在熱加工過程中用馬來酸酐（Maleic Anhdride MA）對 PPC 進行封端（PPC：MA=99：1），使 PPC 的分子量不降低。MA是一種有機酸酐，加量較多時在高溫下對加工設備有腐蝕作用，加量較少時對PPC起不到封端作用，因此在加工溫度下找出最佳的MA加入量。同時加工溫度對純PPC分子量的影響未見報道。本研究為溫度和封端劑（MA）對PPC分子量的影響。

1 實驗部分

1.1 主要原料

純PPC粉料 內蒙古蒙西高新技術集團公司；

MA 上海長風化工廠

1.2 主要設備及儀器

高速混合機SHR-10A張家港華明機械有限公司

同向高速排氣式雙螺桿擠出機TE-50江蘇科亞化工有限公司

1.3 樣品制備

E—50雙螺桿擠出機有四個加熱區和模頭，溫度設置三組：

對純PPC粉料分別用雙螺桿擠出機在此三組溫度下擠出造粒，得到三個樣品：分別為PA、PB、PC。

用PPC：MA=99.5：0.5料，首先在高速混合機中混合均勻，然后在此三組溫度下擠出造粒，得到三個樣品：分別為PM1-A、PM1-B、PM1-C。

用PPC：MA=99：1料，首先在高速混合機中混合均勻，然后在此三組溫度下擠出造粒，得到三個樣品：分別為PM2-A、PM2-B、PM2-C。

用PPC：MA=98.5：1.5料，首先在高速混合機中混合均勻，然后在此三組溫度下擠出造粒，得到三個樣品：分別為PM3-A、PM3-B、PM3-C。

用PPC：MA=98：2料，首先在高速混合機中混合均勻，然后在此三組溫度下擠出造粒，得到三個樣品：分別為PM4-A、PM4-B、PM4-C。

1.4 分子量的測試

選擇苯作為溶劑，使用烏氏（Ubbelhode）黏度計分別測量純PPC粉料、PA、PB、PC 和 PM1-A、PM1-B、PM1-C； PM2-A、PM2-B、PM2-C；PM3-A、PM3-B、PM3-C；PM4-A、PM4-B、PM4-C 的粘均分子量（Mη）。

2 結果與討論

2.1 加工溫度對純PPC分子量的影響

由于溫度在120℃以下時，對PPC難加工，而在165℃以上無法造粒。因此本研究選擇加工溫度為120℃～165℃。

純PPC料在不同溫度下加工后粘均分子量（Mη）如表1所示。

表1 不同溫度下純PPC熱加工后的Mη

未熱加工前純PPC粉料的粘均分子量（Mη）72000。由表1可知，加工后純PPC粉料的平均分子量有很大的降低；溫度越高，降低的越多，加工溫度在145℃以上時，Mη降低為原來的一半還多，說明純PPC對加工溫度非常敏感。因此在適宜的加工范圍內，應選擇較低的加工溫度。

2.2 加入封端劑MA對PPC分子量的影響

在不同溫度下，加入不同比例的封端劑MA，加工后PPC的粘均分子量（Mη）如表2所示。

表2 不同溫度下加入不同比例MA的PPC加工后的Mη

從表2的數據可以看出，加入少量的MA對PPC的封端作用就很明顯；在相同溫度加工條件下，MA加入的量越多，對PPC的封端作用就越強；但MA加入的量大于1：99時，增大MA的加入量，對PPC的封端作用沒有明顯的提高。因此MA的適宜加入量不是越多越好，以不超過1：99為宜。但Mη最大是PM3—A，這可能是與Mη測試的誤差有關

從表2的數據還可以看出，在加入的MA量相同的情況下，溫度越高，Mη降低的越明顯，說明在高溫的情況下，雖然加入了MA，但仍有部分PPC分解了，因此加工溫度對PPC的分子量影響更為顯著。因此即使在加入適量的MA的情況下，也應選擇較低的加工溫度。

3 結論

（1）純PPC對加工溫度非常敏感，溫度越高，Mη降低的越多。

（2）少量的MA對PPC的封端作用就很明顯；在相同溫度加工條件下，MA加入的量越多，對PPC的封端作用就越強。MA的適宜加入量以不超過1：99為宜。

（3）加入的MA量相同的情況下，溫度越高，Mη降低的越明顯，因此溫度對PPC的分子量影響更為顯著。

（4）在PPC加工過程中，應加入適量的MA和選擇較低的加工溫度。

［1］Zhilong Quan,Xianhong Wang,Xiaojiang Zhao etc,Copolymerization of CO2and propylene oxide under rare earth ternary catalyst:design of ligand in yttrium complex,Polymer[J].2003,44:5605-5610.

［2］趙曉江,劉賓元,王獻紅,等.高分子量脂肪族聚碳酸酯的制備方法:中國,98125655.4[P].1998-12-24.

［3］周堅,陶友華,王獻紅,等.二氧化碳-環氧丙烷共聚物的鏈結構控制[J].高分子學報,2007(10):913-917.