图解聚乳酸(104)丙交酯开环聚合催化剂用量与产物分子量的关系

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当催化剂用量为 0.05%wt时,反应产物的分子量最高。当催化剂用量低于 0.05%wt 时,增大催化剂用量产物分子量有所提高,可能原因在于催化剂辛酸亚锡参与反应催化时能够结合反应体系中的水,增大催化剂用量能够使得催化剂更快结合反应体系中的水催化反应,而反应体系中的水为反应的引发剂直接影响反应产物的分子量,从而使得反应产物的分子量有所提高。但当反应催化剂继续提高用量时,反应产物的分子量发生下降,原因可能在于过高的催化剂用量阻碍分子量的提高,产生了阻聚的作用,发生了一些副反应。而相对于不加催化剂的对照组而言,催化剂的加入,大大提高了反应的转化率,起到了一定的催化作用;而继续增加催化剂用量,对于反应的转化率影响不大;而当催化剂用量增加到 1.0%wt 时,反应转化率有所下降,其原因可能是由于催化剂用量的显著提高,可能引发了聚乳酸裂解的副反应,而使得反应的转化率有所下降。
而另一组研究表明:辛酸亚锡催化剂用量对PLLA分子量的影响如下图(聚合温度为130,48h):
从图中可以看出,当单体和引发剂的摩尔比n( M):n (I)=8000时,聚乳酸的分子量达到最高值为 21万,引发剂用量过多n( M):n (I)小,活性点太多,自然每个活性点所能增长的单体数目减少,聚合物的分子量不高;引发剂用过少n( M):n (I), 活性点的数目少,不足以引发全部单体的聚合,产物的分子量也低。
以三异丙氧基铝锌双氧桥化合物为催化剂时,固定聚合时间为14小时, 体系压力为266Pa,在160,170,180三个温度下分别在5-20/万范围内改变催化剂用量, 分子量、转化率与催化剂的关系如下图:
上图表明聚丙交酯的分子量随催化剂用量的增大, 达到一个最大值后而下降, 下降是由于活性种数量增多而使平均分子量下降的原因, 而转化率则随催化剂增多而逐步增大。