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申请/专利权人:大连理工大学
摘要:本发明公开一种质子酸催化固相法制备生物基Vitrimer材料的方法,以淀粉、马来酸酐和环氧大豆油为原料,使用质子酸催化固相法制备淀粉基Vitrimer材料,通过质子酸和机械力作用破坏淀粉结晶区进行反应。淀粉经过机械力挤压后的淀粉晶型由有序变为无序,部分结构被破坏转变为无定型结构,通过剪切力作用氢键被破坏淀粉链段变短,结晶区被持续破坏,不断暴露出糖环内羟基,增大分子碰撞概率提高反应效率。质子酸渗透进淀粉结晶区破坏分子间和分子内氢键,降低淀粉结晶度,提高反应活性。此外质子酸可以作为催化剂提供更高的活化能,使得酯交换反应可以在较低温度下进行,制备的材料具有更好的耐溶胀性和重塑性,可用作塑料使用。
主权项:1.一种质子酸催化固相法制备生物基Vitrimer材料的方法,其特征在于,所述的步骤如下:步骤1:将淀粉和马来酸酐以摩尔比1:0.5-1:2.5混合均匀后置于密炼机,于90-130℃下形成均匀的熔融态流体后,滴加质量分数70%-98%为浓硫酸作为催化剂,浓硫酸的加入量为淀粉质量的0-0.7%,加热密炼0.5-2.5h,体系冷却后为脆性固体,得到中间产物马来酸淀粉酯;步骤2:将步骤1中得到的马来酸淀粉酯粉粹,将环氧大豆油加热至流动态的液体,二者摩尔比为1:1-1:3,然后将二者混合均匀后,倒入密炼机中在120-135℃下进行交联;步骤3:待步骤2中的混合液黏度逐渐增加,体系由油状液体反应为块状固体,继续密炼20-40min,然后将密炼机中块状固体挤压成粉末后降温取出;步骤4:将步骤3中得到的产品,放入模具中,在120℃-140℃、5-15MPa下热压0.5-1h成膜,再在140-160℃下固化2-6h,得到基于含羧基多糖和动态酯键的Vitrimer材料。
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