聚碳酸亚丙酯降解与稳定性的研究进展
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1969年，井上祥平首次发现，在二乙基锌-水 催化体系催化下，二氧化碳与环氧化物共聚可制 备聚碳酸酯，该聚碳酸酯具有良好的隔氧性、低 温柔顺性，这项技术受到广泛关注［2-3］。经过40多 年的研究开发，相关研究取得了长足进展，特别 是二氧化碳环氧丙烷共聚物——聚碳酸亚丙酯 （PPC）的开发，其具有生物降解特性，可代替聚乙 烯、聚丙烯等制备一次性使用材料。国内外先后
（Guangdong University of Technology，Guangzhou 510000，China）
Abstract：This paper describes the factors contributing to degradation and stability of polypropylene carbonate（PPC），which include light，heat，oxygen，and microbe. The research progress on thermal degradation，biodegradation，acid-base degradation and photo degradation of PPC are introduced as well. The chemical or physical modification for PPC to improve the stability of the material under different conditions are presented.
Dixon等研究了封端PPC的热降解，认为未封 端的PPC只发生解拉链式降解生成PC［12-13］。随后 研究者们对PPC的热稳定性进行了详细研究，发 现采用酸酐［14-16］、异氰酸酯［17-18］封端以及提高产 品相对分子质量从而降低端羟基含量等，均可大 幅提升PPC的热分解温度。Peng Shuwen等［19-23］也 采用类似的封端方法，对PPC进行封端改性，封端 后PPC的热稳定性也得到提高。An Jingjing等［24］将 壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯（NP-10P）与PPC共混 进行研究，发现加入少量的NP-10P，能大幅提升 PPC的热稳定性，NP-10P能与端羟基反应，实现 封端，从而提高热分解温度。
关键词： 聚碳酸亚丙酯 降解 改性 稳定性 中图分类号： TQ 342+.24 文献标志码： A 文章编号： 1002-1396（2019）01-0080-06
Degradation and stability of PPC
Cheng Mengping，Li Zhao，Liu Baohua，Song Lina
程中产生了不饱和双键。PPC的无规断链式降解 示意见图2。
CH2
O
CH3
O CH2 CH O C O CH2 CH O
PCC
CH3
O CH CH2OH +
or
CH3
O CH2 CHOH +
O CH CH CH3 + CO2 CH3
O C CH2 + CO2
图2 PPC的无规断链式降解 Fig.2 Random chain breaking of PPC
O O CH2CH O C O CH CH2O
解拉链式降解
PPC
CH3 H2C CH
OH + O
O
C
O
O
O CH2CH O C O CH CH2OH
CH3
CH3
多元醇Fra Baidu bibliotek
PC 图1 PPC的解拉链式降解
Fig.1 Unzipping depolymerization of PPC
刘保华等［9］对PPC的无规断链式降解过程进 行了详细的研究，发现PPC的无规断链式降解过
综述
合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2019， 36（1）：80 CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
聚碳酸亚丙酯降解与稳定性的研究进展
程梦平，李 昭，刘保华*，宋丽娜
（广东工业大学，广东省广州市 510000）
摘 要： 综述了光、热、水、氧和微生物等因素对聚碳酸亚丙酯（PPC）的降解与稳定性的影响，以及PPC的热 降解、生物降解、酸碱降解、光降解及其他条件下的降解及影响因素的研究进展，并简要介绍了近年来研究者通过 对PPC进行化学改性或物理处理的方法提高PPC在不同条件下的稳定性的举措及取得的科研成果。
Keywords：polypropylene carbonate； degradation； modification； stability
二氧化碳既是一种工业废气，也是造成全球 变暖的主要因素之一。2017年，全球化石燃料及 工业二氧化碳排放总量达368亿t［1］。其中，中国碳 排放量在100亿t左右，二氧化碳的大量排放，得不 到循环利用，因而造成了严重的温室效应。二氧 化碳又是一种廉价的碳资源，利用二氧化碳制备 有机高分子材料，不经过碳的还原过程，产品代替 传统石油基产品，能够降低石油资源消耗，具有重 要的经济、环保及科学意义。因此，二氧化碳的有 效利用成为当今的研究热点之一。
第1期
程梦平等. 聚碳酸亚丙酯降解与稳定性的研究进展
. 81 .
1.1 端羟基对PPC降解的影响 1975年，井上祥平提出PPC的热降解机理，指
出PPC会发生无规断链式降解和“回咬”式降解， “回咬”式降解产生环状碳酸酯（PC）［10］。Dixon
等［11］指出，端羟基是PPC发生解拉链式降解的主 要原因，羟基封端后能够抑制解拉链式降解，但对 无规断链式降解影响不大。PPC的解拉链式降解 示意见图1。
1 PPC的热降解 Li Xiuhua等［6-9］认为，PPC的热降解主要是解
拉链和无规断裂两种方式，影响PPC热稳定性的 因素主要是PPC分子链上的端羟基、残余的催化 剂和相对分子质量等，并进行了相应的抑制手段， 从而提高其了热稳定性。
收稿日期： 2018-8-20；修回日期： 2018-11-15。 作者简介： 程梦平，女，1992年生，在读研究生，主要从事 聚碳酸酯多元醇及水性聚氨酯的老化降解的研究工作。 E-mail：289595524@qq.com。 * 通信联系人。E-mail：baohua@gudt.edu.cn。
建立一系列PPC的生产线，PPC逐步走向工业化应 用。然而，研究发现［4-5］，非均相催化剂制备的PPC 的热稳定性较差，在150~180 ℃会发生降解，加 工应用受到影响。对此，本文综述了PPC在不同条 件下的降解方式及影响因素，以寻找抑制或缩短 PPC降解的方法，拓展PPC在工业上的应用领域。
（Guangdong University of Technology，Guangzhou 510000，China）
Abstract：This paper describes the factors contributing to degradation and stability of polypropylene carbonate（PPC），which include light，heat，oxygen，and microbe. The research progress on thermal degradation，biodegradation，acid-base degradation and photo degradation of PPC are introduced as well. The chemical or physical modification for PPC to improve the stability of the material under different conditions are presented.
Dixon等研究了封端PPC的热降解，认为未封 端的PPC只发生解拉链式降解生成PC［12-13］。随后 研究者们对PPC的热稳定性进行了详细研究，发 现采用酸酐［14-16］、异氰酸酯［17-18］封端以及提高产 品相对分子质量从而降低端羟基含量等，均可大 幅提升PPC的热分解温度。Peng Shuwen等［19-23］也 采用类似的封端方法，对PPC进行封端改性，封端 后PPC的热稳定性也得到提高。An Jingjing等［24］将 壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯（NP-10P）与PPC共混 进行研究，发现加入少量的NP-10P，能大幅提升 PPC的热稳定性，NP-10P能与端羟基反应，实现 封端，从而提高热分解温度。
关键词： 聚碳酸亚丙酯 降解 改性 稳定性 中图分类号： TQ 342+.24 文献标志码： A 文章编号： 1002-1396（2019）01-0080-06
Degradation and stability of PPC
Cheng Mengping，Li Zhao，Liu Baohua，Song Lina
程中产生了不饱和双键。PPC的无规断链式降解 示意见图2。
CH2
O
CH3
O CH2 CH O C O CH2 CH O
PCC
CH3
O CH CH2OH +
or
CH3
O CH2 CHOH +
O CH CH CH3 + CO2 CH3
O C CH2 + CO2
图2 PPC的无规断链式降解 Fig.2 Random chain breaking of PPC
O O CH2CH O C O CH CH2O
解拉链式降解
PPC
CH3 H2C CH
OH + O
O
C
O
O
O CH2CH O C O CH CH2OH
CH3
CH3
多元醇Fra Baidu bibliotek
PC 图1 PPC的解拉链式降解
Fig.1 Unzipping depolymerization of PPC
刘保华等［9］对PPC的无规断链式降解过程进 行了详细的研究，发现PPC的无规断链式降解过
综述
合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2019， 36（1）：80 CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
聚碳酸亚丙酯降解与稳定性的研究进展
程梦平，李 昭，刘保华*，宋丽娜
（广东工业大学，广东省广州市 510000）
摘 要： 综述了光、热、水、氧和微生物等因素对聚碳酸亚丙酯（PPC）的降解与稳定性的影响，以及PPC的热 降解、生物降解、酸碱降解、光降解及其他条件下的降解及影响因素的研究进展，并简要介绍了近年来研究者通过 对PPC进行化学改性或物理处理的方法提高PPC在不同条件下的稳定性的举措及取得的科研成果。
Keywords：polypropylene carbonate； degradation； modification； stability
二氧化碳既是一种工业废气，也是造成全球 变暖的主要因素之一。2017年，全球化石燃料及 工业二氧化碳排放总量达368亿t［1］。其中，中国碳 排放量在100亿t左右，二氧化碳的大量排放，得不 到循环利用，因而造成了严重的温室效应。二氧 化碳又是一种廉价的碳资源，利用二氧化碳制备 有机高分子材料，不经过碳的还原过程，产品代替 传统石油基产品，能够降低石油资源消耗，具有重 要的经济、环保及科学意义。因此，二氧化碳的有 效利用成为当今的研究热点之一。
第1期
程梦平等. 聚碳酸亚丙酯降解与稳定性的研究进展
. 81 .
1.1 端羟基对PPC降解的影响 1975年，井上祥平提出PPC的热降解机理，指
出PPC会发生无规断链式降解和“回咬”式降解， “回咬”式降解产生环状碳酸酯（PC）［10］。Dixon
等［11］指出，端羟基是PPC发生解拉链式降解的主 要原因，羟基封端后能够抑制解拉链式降解，但对 无规断链式降解影响不大。PPC的解拉链式降解 示意见图1。
1 PPC的热降解 Li Xiuhua等［6-9］认为，PPC的热降解主要是解
拉链和无规断裂两种方式，影响PPC热稳定性的 因素主要是PPC分子链上的端羟基、残余的催化 剂和相对分子质量等，并进行了相应的抑制手段， 从而提高其了热稳定性。
收稿日期： 2018-8-20；修回日期： 2018-11-15。 作者简介： 程梦平，女，1992年生，在读研究生，主要从事 聚碳酸酯多元醇及水性聚氨酯的老化降解的研究工作。 E-mail：289595524@qq.com。 * 通信联系人。E-mail：baohua@gudt.edu.cn。
建立一系列PPC的生产线，PPC逐步走向工业化应 用。然而，研究发现［4-5］，非均相催化剂制备的PPC 的热稳定性较差，在150~180 ℃会发生降解，加 工应用受到影响。对此，本文综述了PPC在不同条 件下的降解方式及影响因素，以寻找抑制或缩短 PPC降解的方法，拓展PPC在工业上的应用领域。