一种POSS基氨基改性聚丙撑碳酸酯及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料领域，更具体地，涉及一种改性聚丙撑碳酸酯及其制备方法。

背景技术：

聚丙撑碳酸酯(ppc)又被称作聚碳酸亚丙酯，由二氧化碳和环氧丙烷在一定条件下共聚而得。ppc链结构中二氧化碳含量高达31％—50％，在微生物的作用下可以完全降解，能够有效降低碳排放，应对气候变暖的问题，同时作为生物降解塑料，二氧化碳基聚碳酸酯能够从根本上解决白色污染的问题。此外ppc兼具高阻隔性和透明性等诸多优点，在薄膜生物医用材料、包装材料等领域具有广泛的应用前景。然而，作为脂肪族的聚碳酸酯，ppc分子链间作用力较弱，力学性能和热学稳定性较差，同时其玻璃化温度仅为35℃左右，导致ppc应用拓展受限。

为了扩宽ppc的应用范围，需要对其改性以提高其力学和热学性能。目前，通过物理共混对ppc改性是广泛使用的方法，主要包括ppc与其它种类高分子共混以及与无机粒子进行共混。

现有技术中，王宁等用熔融共混的方法制备了pla与ppc的共混体系(journalofpolymerscience:partb:polymerphysics,2006,44:94-101)，结果显示pla能够显著提升材料的拉伸强度以及热稳定性，但是混合体系断裂伸长率降低。孟跃中等研究了微米和纳米级的caco3对ppc性能的影响(journalofpolymerscience:partb:polymerphysics,2003,41:1806-1813)，结果显示复合材料的拉伸强度、硬度、延展性随着caco3含量的增加而增加；由于纳米级的caco3很容易团聚，使得复合材料呈现低的拉伸强度。总体来说，ppc与其它聚合物以及无机材料的相容性较差，导致复合材料性能稳定性差，不符合实际应用需求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种poss基氨基改性聚丙撑碳酸酯及其制备方法，其目的在于通过制备得到一种poss基非异氰酸酯氨酯，然后利用该poss基非异氰酸酯氨酯共混改性聚丙撑碳酸酯得到改性的聚丙撑碳酸酯，本发明提供的共混物界面相容性良好，断裂伸长率较高，同时拉伸强度、杨氏模量等指标显著提升，由此解决现有技术聚丙撑碳酸酯由于与其他聚合物或无机材料的相容性较差，导致复合材料性能和稳定性差，不符合实际应用需求的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种poss基非异氰酸酯氨酯，所述poss基非异氰酸酯氨酯具有式(i)或式(ⅱ)所示的结构：

式(ⅰ)和式(ⅱ)中，所述r3为所述r4选自c1～c20的烷基、c1～c20的卤素取代的烷基、c1～c20的脂肪酸或c1～c20的脂肪醇。

优选的，所述r4为丁基、4‐羧基丁基、羟乙基、羟丙基或正己基。

按照本发明的另一个方面，提供了一种poss基非异氰酸酯氨酯的制备方法，包含以下步骤：

(1)在催化剂的作用下，poss基环氧化合物与co2进行环加成反应制备poss基环状碳酸酯；

(2)所述poss基环状碳酸酯与单氨基化合物发生开环反应，得到poss基非异氰酸酯氨酯。

优选地，步骤(1)中所述催化剂为卟啉铝配合物。

优选地，步骤(1)中所述催化剂还包括助催化剂，所述助催化剂为季铵盐或者季鏻盐。

优选地，所述催化剂、助催化剂和poss基环氧化合物的摩尔比为1：(1～100)：(5000～50000)。

优选地，步骤(1)所述环加成反应的反应溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷和甲苯中的一种或多种；反应温度在20～150℃之间；反应压力在1～5mpa之间。

优选地，所述催化剂具有式(ⅲ)所示的结构:

其中r5，r6，r7，r8，r9各自独立的选自氢、卤素、取代的脂肪族基团、取代的杂脂肪族基团、取代的芳基或取代的杂芳基；x选自卤基、-no3、ch3coo-、ccl3coo-、cf3coo-、clo4-、bf4-、bph4-、-cn、-n3、对甲基苯甲酸根、对甲基苯磺酸根、邻硝基苯酚氧、对硝基苯酚氧、间硝基苯酚氧、2，4-二硝基苯酚氧、3-5二硝基苯酚氧、2，4，6-三硝基苯酚氧、3，5-二氯苯酚氧、3，5-二氟苯酚氧、3，5-二-三氟甲基苯酚氧或五氟酚氧负离子中的一种。

优选地，所述的助催化剂为季铵盐时，其具有如式(ⅳ)所示的结构，所述的助催化剂为季鏻盐时，其具有如式(ⅴ)所示的结构：

其中，式(ⅳ)中a为1～6的整数；式(ⅳ)和式(ⅴ)中y-为卤素负离子、no3^-、ch3coo^-、ccl3coo^-、cf3coo^-、clo4^-、bf4^-、对甲基苯甲酸根、对甲基苯磺酸根、邻硝基苯酚氧、对硝基苯酚氧、间硝基苯酚氧、2，4-二硝基苯酚氧、3-5二硝基苯酚氧、2，4，6-三硝基苯酚氧、3，5-二氯苯酚氧、3，5-二氟苯酚氧、3，5-二-三氟甲基苯酚氧或五氟酚氧负离子中的一种。

优选地，步骤(2)所述开环反应的反应条件为：溶剂选自二氯甲烷、dmf、dmso、四氢呋喃、甲苯和丙酮中一种或多种；反应温度在20～150℃之间；反应时间在2～10h之间。

按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的poss基非异氰酸酯氨酯的应用，应用于聚丙撑碳酸酯的改性。

优选地，所述聚丙撑碳酸酯的改性包括提高所述聚丙撑碳酸酯的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率。

按照本发明的另一个方面，提供了一种poss基氨酯改性聚丙撑碳酸酯，包括聚丙撑碳酸酯和1wt％～20wt％的如权利要求1所述的poss基非异氰酸酯氨酯。

优选地，所述改性聚丙撑碳酸酯包括1wt％～20wt％的如权利要求1所述的poss基非异氰酸酯氨酯和余量的聚丙撑碳酸酯。

优选地，所述聚丙撑碳酸酯的数均分子量为50000道尔顿～300000道尔顿；所述聚丙撑碳酸酯的分子量分数指数为1.3～4.4。

按照本发明的另一个方面，提供了一种改性聚丙撑碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：将poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯混合，得到改性聚丙撑碳酸酯前体；将所述改性聚丙撑碳酸酯前体熔融共混，得到改性聚丙撑碳酸酯。

优选地，所述混合过程中，搅拌速率为200rpm～1500rpm；所述混合时间为2min～20min；所述熔融共混过程，温度为100℃～180℃；所述熔融共混时间为2～20min。。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。

(1)本发明将poss(多面体低聚倍半硅氧烷)非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯进行共混制备得到改性的聚丙撑碳酸酯。多面体低聚倍半硅氧烷(poss)作为一种新型的环保型硅材料，不仅具有有机硅材料低密度、高热稳定性、柔韧性，亦兼具无机硅材料强度高、耐高温、不易氧化等诸多优点；poss基非异氰酸酯氨酯中大量的氨酯键与羟基，作为质子给体与聚丙撑碳酸酯链结构中的碳酸酯单元形成高密度的氢键作用，这种作用提升了poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯的相容性。因此，本发明所提供的改性聚丙撑碳酸酯具有良好的界面相容性，较高的断裂伸长率，同时拉伸强度、杨氏模量、热稳定性等指标显著提升。

(2)本发明将poss与聚合物材料共混，能够显著提高材料的力学性能和热稳定性。同时，poss具有高官能度，能够通过化学修饰手段增强与聚合物基底的相容性。实验结果表明：改性聚丙撑碳酸酯的断裂伸长率为9.11％～24.12％，拉伸强度为47.11mpa～63.87mpa，杨氏模量为991mpa～1822mpa。

(3)本发明提供的poss基氨酯制备方法为非异氰酸酯法合成氨酯，工艺简单，成本低廉，环保高效，适用于大规模的生产；poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯通过熔融法加工，方法简单可控。

附图说明

图1是本发明的poss基非异氰酸酯氨酯的合成路线图；

图2是实施例1制备得到的poss基环状碳酸酯的核磁氢谱；

图3是实施例5制备得到的poss基非异氰酸酯氨酯核磁氢谱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种poss基非异氰酸酯氨酯，其具有式(i)或者式(ii)所示的结构：

式(ⅰ)和式(ⅱ)中，所述r3为

所述r4选自c1～c20的烷基、c1～c20的卤素取代的烷基、c1～c20的脂肪酸或c1～c20的脂肪醇。

作为优选的方案，该poss基非异氰酸酯氨酯的制备方法，按照图1所示的合成路线进行。该合成路线包含以下步骤：

(1)在催化剂的作用下，poss基环氧化合物与co2进行环加成反应制备poss基环状碳酸酯；

(2)poss基环状碳酸酯与单氨基化合物发生开环反应，得到poss基非异氰酸酯氨酯。

其中，步骤(1)中所述催化剂为卟啉铝配合物，poss基环氧化合物与二氧化碳环在卟啉铝作用下发生环加成反应制备poss基环状碳酸酯；所述环加成反应的温度在20～150℃之间；优选为80℃～150℃；所述环加成反应的时间在2～10h之间，优选为2h～8h，。所述催化剂还包括助催化剂，所述助催化剂为季铵盐或者季鏻盐。

步骤(1)中催化剂、助催化剂和poss基环氧化合物的摩尔比为1：(1～100)：(5000～50000)；优选为1：(50～100)：(5000～10000)；反应溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷和甲苯中的一种；反应压力即二氧化碳压力在1～5mpa，优选为2.0mpa～5.0mpa。

所述催化剂具有式(ⅲ)所示的结构:

其中r5，r6，r7，r8，r9各自独立的选自氢、卤素、取代的脂肪族基团、取代的杂脂肪族基团、取代的芳基或取代的杂芳基；x选自卤基、-no3、ch3coo-、ccl3coo-、cf3coo-、clo4-、bf4-、bph4-、-cn、-n3、对甲基苯甲酸根、对甲基苯磺酸根、邻硝基苯酚氧、对硝基苯酚氧、间硝基苯酚氧、2，4-二硝基苯酚氧、3-5二硝基苯酚氧、2，4，6-三硝基苯酚氧、3，5-二氯苯酚氧、3，5-二氟苯酚氧、3，5-二-三氟甲基苯酚氧或五氟酚氧负离子中的一种。

所述的助催化剂为季铵盐时，其具有如式(ⅳ)所示的结构，所述的助催化剂为季鏻盐时，其具有如式(ⅴ)所示的结构：

其中，式(ⅳ)中a为1～6的整数；式(ⅳ)和式(ⅴ)中y-为卤素负离子、no3^-、ch3coo^-、ccl3coo^-、cf3coo^-、clo4^-、bf4^-、对甲基苯甲酸根、对甲基苯磺酸根、邻硝基苯酚氧、对硝基苯酚氧、间硝基苯酚氧、2，4-二硝基苯酚氧、3-5二硝基苯酚氧、2，4，6-三硝基苯酚氧、3，5-二氯苯酚氧、3，5-二氟苯酚氧、3，5-二-三氟甲基苯酚氧或五氟酚氧负离子中的一种。

步骤(2)所述单胺类化合物选自c1～c20的烷基胺、c1～c20的氨基酸、c1～c20的脂肪醇胺中的一种；优选的，选自正丁胺、正己胺、乙醇胺、丙醇胺、丁氨酸中的一种。

步骤(2)所述一元胺化合物即单胺类化合物与poss基环状碳酸酯的摩尔比优选为(10～25):1。

作为优选的方案，本发明先将步骤(1)制备得到的poss基环状碳酸酯进行纯化，再与一元胺类化合物进行开环反应，得到非异氰酸酯氨酯。本发明对poss基环状碳酸酯纯化方法与本领域技术人员熟知的方法不同，优选的将poss基环状碳酸酯先溶于良溶剂，然后在不良溶剂中沉淀得到。优选的poss基环状碳酸酯的良溶剂为二氯甲烷甲苯，不良溶剂为丙酮乙醚。

作为优选的方案，本发明步骤(2)的开环反应在氮气氛围中进行，步骤(2)的开环反应优选在机械搅拌条件下进行反应；所述搅拌速率为80rpm～100rpm，更优选为90rpm～100rpm。

本发明为了将一元胺类化合物与poss基环状碳酸酯进行充分开环反应，步骤(2)反应条件为：溶剂选自二氯甲烷、dmf、dmso、四氢呋喃、甲苯和丙酮中一种；反应温度在20～150℃，反应时间在2～10h，优选的反应温度为20℃～80℃；优选的反应时间为4h～10h。

完成步骤(2)的开环反应后，作为优选的方案，将开环反应的反应产物进行纯化。优选的纯化方案为：用二氯甲烷将反应产物稀释，再放置于低温环境静置，过滤，沉淀物即为产物。优选地，用二氯甲烷将反应产物稀释至摩尔浓度为10mmol.l^-1～30mmol.l^-1，更优选为10mmol.l^-1～25mmol.l^-1。所述低温环境温度优选为-10℃～5℃，更优选为-5℃～5℃，；所述静置时间优选为1h～8h，更优选为4h～8h。

得到纯化产物后，本发明优选将所述纯化产物进行干燥，得到poss基非异氰酸酯氨酯。本发明对干燥的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥方法即可。本发明中，所述干燥优选为烘干；所述烘干温度优选为30℃～50℃。在本发明实施例中，所述烘干采用的烘箱为本领域技术人员熟知的鼓风烘箱、电烘箱或者红外加热烘箱。

按照上述合成路线合成的poss基非异氰酸酯氨酯包括式(ⅰ)和式(ⅱ)所示结构的两种分子，在制备实施例中计算其产率时，为二者混合物的总产率。

将上述poss基非异氰酸酯氨酯改性聚丙撑碳酸酯应用于聚丙撑碳酸酯的改性，以提高所述聚丙撑碳酸酯的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率，取得了很好的效果。

本发明也提供了一种poss基氨酯改性聚丙撑碳酸酯，包括聚丙撑碳酸酯和1wt％～20wt％的poss基非异氰酸酯氨酯。其中，聚丙撑碳酸酯的数均分子量为50000道尔顿～300000道尔顿；所述聚丙撑碳酸酯的分子量分数指数为1.3～4.4。

作为一种优选的方案，本发明提供了一种改性聚丙撑碳酸酯，包括质量分数为1～20％的上述poss基非异氰酸酯氨酯以及余量的聚丙撑碳酸酯。在本发明中，所述聚丙撑碳酸酯的数均分子量优选为50000道尔顿～300000道尔顿，更优选为100000道尔顿～180000道尔顿；所述聚丙撑碳酸酯分子量分布指数优选为1.3～4.4，更优选为2.3～4.1。本发明对所述聚丙撑碳酸酯的来源没有特殊限制，采用本专业技术人员熟知的聚丙撑碳酸酯即可。

本发明提供了一种将上述技术方案应用于制备改性聚丙撑碳酸酯的制备方法，包括以后步骤：

将poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯在高速搅拌器中混合，得到改性聚丙撑碳酸酯前体；将所述改性聚丙撑碳酸酯前体在密炼机中熔融共混，得到改性聚丙撑碳酸酯。

本发明将poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯在高速搅拌器中混合，得到改性聚丙撑碳酸酯前体。本发明对所述poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯的混合顺序没有特殊的限制，优选的将poss基非异氰酸酯氨酯加入到聚丙撑碳酸酯中。

本发明中，可以将所述poss基非异氰酸酯氨酯和聚丙撑碳酸酯分别干燥后再混合；也可以将所述poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯混合在一起干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为35℃～45℃，更优选为38℃～40℃；所述干燥时间为20h～30h，更为优选为25h～28h。

本发明将干燥后的poss基非异氰酸酯氨酯和聚丙撑碳酸酯进行混合，得到改性的聚丙撑碳酸酯前体。本发明为使poss基非异氰酸酯氨酯和聚丙撑碳酸酯充分混合，所述混合时搅拌速率优选为200rpm～1500rpm，更优选为500rpm～1400rpm；所述混合时间优选为2min～20min，更优选为5min～15min。

本发明对所述混合设备没有特殊限制，采用本专业技术人员熟知的高速混合机静态混合机螺带式混合机或捏合机即可，在本发明的实施例中，具体为高速混合机。

得到改性聚丙撑碳酸酯前体后，本发明对所述改性聚丙撑碳酸酯前体熔融加工，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明对所述加工设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的熔融加工设备即可，本发明实施例中可以具体为哈克转矩流变仪。在本发明中，加工温度优选为100℃～180℃，更优选为110℃～160℃；所述熔融共混时间为2～20min。所述熔融共混时间优选为5min～10min，更加优选为5min～7min；所述熔融加工的转速优选为30rpm～80rpm，更加优选为50rpm～70rpm。

poss作为一种新型的环保型硅材料，不仅具有有机硅材料低密度、高热稳定性、柔韧性，亦兼具无机硅材料强度高、耐高温、不易氧化等诸多优点。poss基非异氰酸酯氨酯中大量的氨酯键与羟基，能够作为质子给体与聚丙撑碳酸酯链结构中的碳酸酯单元形成高密度的氢键作用，这种作用能够提升poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯的相容性。因此，本发明所提供的改性聚丙撑碳酸酯具有良好的界面相容性，较高的断裂伸长率，同时拉伸强度、杨氏模量、热稳定性等指标显著提升。本发明按照gb1040-2006对得到的改性聚丙撑碳酸酯进行力学性能测试。测试结果表明：本发明所提供的poss基氨酯改性聚丙撑碳酸酯的断裂伸长率为9.11％～24.12％，拉伸强度为47.11mpa～63.87mpa，杨氏模量为991mpa～1822mpa。

本发明提供的poss基氨酯制备方法为非异氰酸酯法合成氨酯，工艺简单，成本低廉，环保高效，适用于大规模的生产；poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯通过熔融法加工，方法简单可控。

以下为实施例：

实施例1～4为本发明的以poss基环氧化合物为原料，与二氧化碳在催化剂的作用下进行环加成反应制备poss基环状碳酸酯的制备实施例；

实施例5～10为以实施例1～4制备得到的poss基环状碳酸酯为原料，与单胺类化合物进行开环反应，制备poss基非异氰酸酯氨酯的制备实施例；

实施例11～20为将聚丙撑碳酸酯与本发明实施例5制备得到的poss基非异氰酸酯氨酯混合后进行熔融加工得到本发明所述的poss基氨基改性的聚丙撑碳酸酯。

实施例1

将预先于80℃烘箱中干燥2h的50ml高压反应釜中加入100mmolposs基环氧化合物，0.01mmol5,10,15,20-四(4-氯苯基)卟啉氯化铝，1mmol双三苯基磷氯化铵(ppncl)，5ml二氯甲烷，将高压釜密封后通过具有压力调节功能的co2补给线向釜内充入co2至1.0mpa。

反应釜置于80℃恒温油浴中，将压力升至5.0mpa，反应8h。反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，取粗产物进行表征，¹h-nmr分析结果表明，poss基环氧化合物转化率高于99％。余下产物用少量二氯甲烷稀释，加入丙酮后析出沉淀。过滤得到的固体即为poss基环状碳酸酯，40℃真空烘箱烘至恒重，产率为97％。图2是本实施例制备得到的poss基环状碳酸酯的核磁氢谱；该谱图证实其为poss基环状碳酸酯。

实施例2

将预先于80℃烘箱中干燥4h的50ml高压反应釜中加入100mmolposs基环氧化合物，0.02mmol5,10,15,20-四(2,4-二氯苯基)卟啉氯化铝，1mmol四己基溴化铵，5ml甲苯，将高压釜密封后通过具有压力调节功能的co2补给线向釜内充入co2至1.0mpa。

反应釜置于150℃恒温油浴中，将压力升至1.0mpa，反应1h。反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，取粗产物进行表征，¹h-nmr分析结果表明，poss基环氧化合物转化率高于99％。余下产物用少量二氯甲烷稀释，加入丙酮后析出沉淀。过滤得到的固体即为poss基环状碳酸酯，35℃真空烘箱烘至恒重，产率为98％。

实施例3

将预先于80℃烘箱中干燥2h的50ml高压反应釜中加入100mmolposs基环氧化合物，0.02mmol5,10,15,20-四(2,3,4,5,6-五氟苯基)卟啉氯化铝，2mmol四丁基碘化铵，5ml二氯甲烷，将高压釜密封后通过具有压力调节功能的co2补给线向釜内充入co2至1.0mpa。

反应釜置于150℃恒温油浴中，将压力升至2.0mpa，反应2h。反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，取粗产物进行表征，¹h-nmr分析结果表明，poss基环氧化合物转化率高于99％。余下产物用少量二氯甲烷稀释，加入丙酮后析出沉淀。过滤得到的固体即为poss基环状碳酸酯，40℃真空烘箱烘至恒重，产率为96％。

实施例4

将预先于80℃烘箱中干燥2h的50ml高压反应釜中加入100mmolposs基环氧化合物，0.02mmol5,10,15,20-四(1,3-二氯苯基)卟啉醋酸铝，2mmol双三苯基磷氯化铵(ppncl)，5ml二氯甲烷，将高压釜密封后通过具有压力调节功能的co2补给线向釜内充入co2至0.2mpa。

反应釜置于20℃恒温油浴中，将压力升至5.0mpa，反应10h。反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，取粗产物进行表征，¹h-nmr分析结果表明，poss基环氧化合物转化率高于99％。余下产物用少量二氯甲烷稀释，加入丙酮后析出沉淀。过滤得到的固体即为poss基环状碳酸酯，40℃真空烘箱烘至恒重，产率为98％。

实施例5

将干燥的500ml圆底烧瓶用高纯度氮气置换，将0.8mol二乙醇胺，0.05molposs基环状碳酸酯和150ml干燥的二氯甲烷。将圆底烧瓶置于水浴中，控制温度为20℃，以100rmp的速率搅拌10h。反应结束后，加入250ml二氯甲烷将poss基氨酯的浓度稀释至10mmol.l^-1，于-5℃冰箱中放置4h，过滤，将得到的沉淀在40℃真空烘箱烘至恒重，然后进行表征，¹h-nmr分析结果表明该沉淀为式(ⅰ)和式(ⅱ)中所示的poss基非异氰酸酯氨酯，其核磁氢谱如图3所示，其中r4为羟乙基，且其产率为87％。图3是本实施例制备得到的poss基非异氰酸酯氨酯核磁氢谱，该谱图证实其为式(ⅰ)和式(ⅱ)中所示的poss基非异氰酸酯氨酯的混合物，其中r4为羟乙基。

实施例6

将干燥的500ml圆底烧瓶用高纯度氮气置换，将0.8mol正丁胺，0.05molposs基环状碳酸酯和150ml干燥的二氯甲烷。将圆底烧瓶置于水浴中，控制温度为80℃，以100rmp的速率搅拌4h。反应结束后，加入50ml二氯甲烷将poss基氨酯的浓度稀释至25mmol.l^-1，于0℃冰箱中放置4h，过滤，将得到的沉淀在40℃真空烘箱烘至恒重，然后进行表征，¹h-nmr分析结果表明该沉淀为式(ⅰ)和式(ⅱ)所示的poss基非异氰酸酯氨酯，其中r4为丁基。且其产率为92％。

实施例7

将干燥的500ml圆底烧瓶用高纯度氮气置换，将0.8mol丁氨酸，0.05molposs基环状碳酸酯和150ml干燥的甲苯。将圆底烧瓶置于水浴中，控制温度为100℃，以100rmp的速率搅拌8h。反应结束后，加入50ml甲苯将poss基氨酯的浓度稀释至30mmol.l^-1，于-10℃冰箱中放置8h，过滤，将得到的沉淀在50℃真空烘箱烘至恒重，然后进行表征，¹h-nmr分析结果表明该沉淀为式(ⅰ)和式(ⅱ)所示的poss基非异氰酸酯氨酯，其中r4为4-羧基丁基且其产率为94％。

实施例8

将干燥的500ml圆底烧瓶用高纯度氮气置换，将0.8mol正己胺，0.05molposs基环状碳酸酯和150ml干燥的二氯甲烷。将圆底烧瓶置于水浴中，控制温度为150℃，以100rmp的速率搅拌4h。反应结束后，加入250mldmf将poss基氨酯的浓度稀释至12.5mmol.l^-1，于5℃冰箱中放置1h，过滤，将得到的沉淀在35℃真空烘箱烘至恒重，然后进行表征，¹h-nmr分析结果表明该沉淀为式(ⅰ)和式(ⅱ)所示的poss基非异氰酸酯氨酯，其中r4为正己基且其产率为62％。

实施例9

将干燥的500ml圆底烧瓶用高纯度氮气置换，将0.8mol二乙醇胺，0.05molposs基环状碳酸酯和150ml干燥的甲苯。将圆底烧瓶置于水浴中，控制温度为60℃，以100rmp的速率搅拌4h。反应结束后，加入50ml三氯甲烷将poss基氨酯的浓度稀释至25mmol.l^-1，于3℃冰箱中放置4h，过滤，将得到的沉淀在40℃真空烘箱烘至恒重，然后进行表征，¹h-nmr分析结果表明该沉淀为式(ⅰ)和式(ⅱ)所示的poss基非异氰酸酯氨酯，其中r4为羟乙基且其产率为92％。

实施例10

将干燥的500ml圆底烧瓶用高纯度氮气置换，将0.8mol三乙醇胺，0.05molposs基环状碳酸酯和150ml干燥的二氯甲烷。将圆底烧瓶置于水浴中，控制温度为35℃，以100rmp的速率搅拌5h。反应结束后，加入100ml二氯甲烷将poss基氨酯的浓度稀释至20mmol.l^-1，于2℃冰箱中放置4h，过滤，将得到的沉淀在40℃真空烘箱烘至恒重，然后进行表征，¹h-nmr分析结果表明该沉淀为式(ⅰ)和式(ⅱ)所示的poss基非异氰酸酯氨酯，其中r4为羟丙基且其产率为91％。

实施例11

将49.5g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和0.5g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例12

将49g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和1g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例13

将48.5g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和1.5g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例14

将46.25g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和3.75g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例15

将45g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和5g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例16

将43.75g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和6.25g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例17

将42.5g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和7.5g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例18

将42g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和8g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例19

将41g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和9g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例20

将40g聚丙撑碳酸酯(其数均分子量mn＝162000，pdi＝3.17，断裂伸长率14.71％，拉伸强度为50.8mpa)和10g实施例5中所制备的poss基非异氰酸酯氨酯混合，得到混合物，将所述混合物在40℃真空干燥箱中真空干燥20h后，置于高速混合机中混合5min，高速混合机转速为1000rmp，混合均匀后的改性聚丙撑碳酸酯前体置于哈克转矩流变仪中进行熔融加工，熔融加工时间为5min，转速为60rpm，温度为140℃，得到改性聚丙撑碳酸酯。本发明将所得改性聚丙撑碳酸酯在140℃下压片3min，冷压1min，按照gb1040-2006测试其力学性能。

实施例11至实施例20得到的改性聚丙撑碳酸酯力学性能测试结果见表1。

表1

在本发明中，实施例11～20采用的初始聚丙撑碳酸酯的断裂伸长率为14.71％，由表1可以看出，本发明所得的poss基非异氰酸酯氨酯改性的聚丙撑碳酸酯的断裂伸长率有不同程度的提升。因此，本发明提供的具有式(ⅰ)所示结构的poss基非异氰酸酯氨酯起到增韧作用。实验结果表明：改性聚丙撑碳酸酯的断裂伸长率为9.11％～24.12％，拉伸强度为47.11mpa～63.87mpa，杨氏模量为991mpa～1822mpa。

本发明提供的poss基氨酯制备方法为非异氰酸酯法合成氨酯，工艺简单，成本低廉，环保高效，适用于大规模的生产；poss基非异氰酸酯氨酯与聚丙撑碳酸酯通过熔融法加工，方法简单可控。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。