聚碳酸酯是一类在结构上带有碳酸酯键的高分子,根据缩聚的单体的不同,大体上可以划分为全脂肪族聚碳酸酯、全芳香族聚碳酸酯以及脂肪族-芳香族聚碳酸酯等。目前,双酚A(BPA)型的聚碳酸酯(BPA-PC)因其出色的热稳定性、透明性和机械性能而被广泛应用于食品包装、建筑、交通、医疗和电子等重要领域。然而,BPA-PC的单体主要来自于石油资源。据不完全统计,目前地球上石油资源仅能持续约40年。另外,双酚A是一种毒性的激素类似物,有引起内分泌紊乱和婴儿性早熟的风险,很多国家纷纷禁止BPA-PC用于食品包装和婴幼儿奶瓶。因此,利用可再生资源制备非BPA型聚碳酸酯是具有重要意义的课题。1、通过将基于柠檬酸的1,3-丙酮二羧酸二甲酯(DAC)和乙二醛进行Weiss-Cook缩合,通过甲基化和还原反应得到单体2,4,6,8-四甲基-3,7-双环戊二醇(TMPD)。我们将TMPD,1,4-环己烷二甲醇(CHDM)和碳酸二苯酯(DPC)进行熔融聚合,得到了一系列具有较高分子量的生物基共聚碳酸酯。通过核磁共振氢谱研究单体TMPD的异构体的种类,利用傅里叶红外光谱、核磁共振谱、热重分析仪、差示扫描量热仪对共聚碳酸酯的化学结构、热力学性能进行分析。结果表明:柠檬酸基单体TMPD具有良好的刚性和反应活性,可以使聚合物的玻璃化转变温度得到显著提高。2、通过将基于柠檬酸的1,3-丙酮二羧酸二甲酯(DAC)和乙二醛进行Weiss-Cook缩合,脱羧得到二酮,通过甲基化和还原反应,得到刚性单体2,2,4,4,6,6,8,8-八甲基-3,7-双环戊二醇(OMPD)。根据OMPD的刚性结构,我们推测OMPD基聚碳酸酯的玻璃化温度高、性脆,为增强其韧性,我们用1,4-环己烷二甲醇(CHDM)对其进行改性,将OMPD与CHDM按照不同的摩尔比与碳酸二苯酯(DPC)进行共聚,得到一系列的共聚碳酸酯。通过核磁共振谱和单晶X射线衍射研究单体OMPD的立体构型,利用傅里叶红外光谱、核磁共振谱对聚合物的化学结构进行表征,运用差示扫描量热仪、热重分析仪对其热性能进行测试分析。结果表明:OMPD在提高聚合物玻璃化转变温度的同时,还能保持较高的热稳定性。3、我们将1,3-丙酮二羧酸二甲酯(DAC)依次和乙二醛、丙酮醛、联乙酰和糠偶酰进行Weiss-Cook缩合,随后脱羧,最后用四氢铝锂还原,分别得到刚性单体八氢-2,5-双环戊二醇(OPD)、3a-甲基-2,5-双环戊二醇(MPD)、3a,6a-二甲基-2,5-双环戊二醇(DMPD)和3a,6a-呋喃二基-2,5-双环戊二醇(DFPD)。这些刚性单体二醇OPD,MPD,DMPD,DFPD以及包括TMPD分别与对苯二甲酸二甲酯、2,5-呋喃二甲酸二甲酯和碳酸二苯酯(DPC)进行熔融聚合,得到一系列生物基聚合物或潜在的生物基聚合物。通过NMR研究这些单体的异构体的种类,利用傅里叶红外光谱、NMR、热重分析仪、差示扫描量热仪对聚合物的化学结构、热力学性能进行分析。结果表明:这些柠檬酸基单体由于其各自取代基的不同,使得它们的热稳定性各异,但是它们都具有相当的刚性,可以显著地提升高分子材料的玻璃化转变温度。