成環解聚是指線性高聚物的解聚成環得到環化物。其中採用化學方法(如酸解或鹼解)或酶學方法使由共價鍵結合的高聚物降解成低聚物或單體,過程中可以生成環狀有機物。因為具有能夠大量製備環狀低聚體、回收廢舊高聚物、減少環境污染等特點而被逐漸重視。
基本介紹
- 中文名:成環解聚
- 外文名:Cyclo-depolymerization
- 領域:化工
- 產物:環狀物、未反應單體等
- 套用:降解高聚物
定義簡介,相關研究,
定義簡介
成環解聚法是近年來興起的一種合成芳香環狀低聚體的新方法,具有能夠大量製備環狀低聚體、回收廢舊高聚物、減少環境污染等特點;與能量回收(焚燒)和熱裂解相比,更加顯示了其優越性,引起了人們的關注。
成環解聚的產物是由環狀物、未反應單體、線性低分子量裂解產物及高分子量線性物組成,其中較高分子量的組分占有一定比例。
相關研究
幾種無定型聚芳醚碸(酮)的成環解聚
幾種線性高分子量的無定型聚芳醚碸(酮)在非質子極性溶劑二甲基乙醯胺(DMAc)和二甲基甲醯胺(DMF)中,以氟化銫(CsF)為催化劑進行解聚成環,所得環狀低聚物由凝膠滲透色譜(GPC)、高效液相色譜(HPLC)和雷射質譜(MALDI-TOF-MS)確認,其中酚酞聚醚碸(PES-C)和酚酞聚醚酮(PEK-C)的解聚成環率分別高達86.3%和87.9%。在這裡討論了影響成環率的各種因素,以下是影響成環率的各種因素。
反應物濃度
在“假高稀”技術製備環狀低聚物的過程中,成環反應為一級反應,鏈增長反應為二級反應,分子內的成環反應與分子鏈間的增長反應為一對競爭反應。相應地,在成環解聚反應中,醚交換過程同樣是一個環-線平衡過程,低濃度條件對成環有利。反應物濃度過高,醚交換的幾率幾乎為零。
反應物的分子結構
反應物的分子結構是解聚成環反應的重要影響因素之一。一般來說,分子鏈越柔順,發生醚交換反應後越容易成環。
催化劑濃度
成環解聚反應需要大量F進攻醚鍵以增加醚鍵斷裂的幾率。為使反應物能夠得到充分的解聚成環,加入了大量的催化劑(催化劑與結構單體摩爾比2/3)。由成環機理可知,催化劑不存在於環狀產物中。對解聚產物進行的元素分析結果也表明,儘管在反應過程中加入大量的CsF,產物中並未檢測到Cs元素和F元素。質譜分析頁證實了產物中沒有殘留的催化劑。隨著催化劑用量的減少,解聚成環率降低。
催化劑種類
催化劑的種類對於成環解聚有較為明顯的影響。因此在實驗中需要挑選合適的催化劑類型。
溶劑
實驗使用了非質子極性溶劑。因為在質子性溶劑中,粒子尺寸小的鹼性陰離子如F,OH或CH3O容易被質子性溶劑專一溶劑化,因此F的反應活性顯著減弱。而在非質子極性溶劑中,F的溶劑化很弱,反應活性比在質子性溶劑中大得多。