聚氨酯合成工藝路線

聚氨酯合成工藝路線O前言聚氨酯是現(xiàn)今合成高分子材料中應(yīng)用較為廣泛、用量較大的一大類合成樹脂．按其所制得產(chǎn)品的物理形態(tài)可分為彈性體、泡沫、涂料、粘結(jié)劑等類。1主要原料聚乙二醇（PEG）Mn=2000g/mol；二異氰酸酯甲苯（TDI）；1，4-丁二醇（BDO）；二丁基錫二月桂酸酯（DBTDL）。2合成路線預(yù)聚反應(yīng)：R2R1預(yù)聚體擴(kuò)鏈反應(yīng)：=2\*GB2預(yù)聚反應(yīng)：R2R1預(yù)聚體擴(kuò)鏈反應(yīng)：=2\*GB2⑵二元胺:=1\*GB2⑴二元醇:在此，我們采用二元醇BDO對(duì)預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)。交聯(lián)反應(yīng)：交聯(lián)反應(yīng)：擴(kuò)鏈反應(yīng)后所得的聚氨酯中的硬段部分再發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后就可得到交聯(lián)聚氨。硬段交聯(lián)反應(yīng)后：硬段交聯(lián)反應(yīng)后：2.1聚醚脫水準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的PEG于500mL的三口燒瓶中，升溫并抽真空，在內(nèi)溫為110~115℃①，真空度133.3Pa的條件下，脫水1.5小時(shí)②，然后冷卻至50℃以下，放入干燥的儀器內(nèi)密閉保存?zhèn)溆?。說明：=1\*GB3①PEG在125℃會(huì)分解，故脫水時(shí)溫度不能高于此分解溫度，應(yīng)控制在110~115℃。=2\*GB3②異氰酸酯與水反應(yīng)后會(huì)使預(yù)聚物的粘度增大，進(jìn)而使預(yù)聚物的貯存穩(wěn)定性顯著降低。所以在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)多元醇等原材料的含水量和環(huán)境濕度都有嚴(yán)格要求。合成前要將PEG加熱真空脫水，并對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行干燥脫水，反應(yīng)還要在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行，以避免空氣濕度的影響。2.2預(yù)聚反應(yīng)在干燥三口燒瓶的按配方量①將TDI溶液滴入已經(jīng)脫水的PEG聚醚溶液中②，再加入微量的催化劑DBTDL③，攪拌均勻后，此時(shí)不加熱④，自動(dòng)升溫約半小時(shí)后到(80±5)℃⑤，恒溫計(jì)時(shí)反應(yīng)2h得到預(yù)聚物，密封保存。說明：=1\*GB3①配方為：n（-NCO）/n（-OH）=1.85~1.90。若TDI過少不僅會(huì)使得PEG兩端不能都均勻的接上TDI，還會(huì)因?yàn)橛坞x的TDI減少，減少了低聚物鏈段運(yùn)動(dòng)空間，從3.3紅外譜圖分析（FTIR）3302cm-1附近有氫鍵結(jié)合的-OH伸縮振動(dòng)；3211cm-1附近有N-H伸縮振動(dòng)；3036cm附近有苯環(huán)中C-H伸縮振動(dòng)，特征是強(qiáng)度比飽和的C-H鍵弱，但譜帶比較尖銳；2871cm-1附近有-CH2的C-H伸縮振動(dòng)；在1700、1730cm-1附近存在氨基甲酸酯基團(tuán)的特征吸收峰；1721cm-1附近有酯基C=0伸縮振動(dòng)；1597cm-1附近有苯環(huán)C—C骨架伸縮振動(dòng)；1535cm-1附近有N-H變形振動(dòng)；1413cm-1叫附近有C-H變角振動(dòng)；1310cm-1與1223cm-1附近有氨基甲酸酯0=C-O-的C-O伸縮振動(dòng)1108cm-1附近有C-0-C伸縮振動(dòng)的強(qiáng)吸收譜帶。異氰酸酯基-N=C=O的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)在累積雙鍵區(qū)2260cm-1附近。3.4成膜性聚合物的成膜性與分子量有關(guān)，具體到聚氨酯則還與聚氨酯中硬段含量有關(guān)，若聚合物的成膜性不佳，可以通過提高硬段含量來提高成膜性能。此外，要避免反應(yīng)時(shí)水對(duì)產(chǎn)物的影響。也可以通過在擴(kuò)鏈階段添加一定的多羥基化合物來改善成膜性能，同時(shí)提高膜的強(qiáng)度。對(duì)于成膜后膜的性能主要考察彈性體硬度、斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。4性能比較聚氨酯（Mn=16000g/mol）與聚乙二醇（Mn=16000g/mol）薄膜性能的比較聚合物名稱聚氨酯聚乙二醇拉伸性能好差柔韌性很好一般耐水性差差耐疲勞性好差粘接性能好差硬度低低機(jī)械性能差差5參考文獻(xiàn)[1]趙德仁張慰盛高聚物合成工藝學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版，1996[2]傅明源孫酣經(jīng)聚氨酯彈性體及其應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2006[3]謝富春郭福全影響聚醚型聚氨酯彈性體合成的因素，彈性體，2010—10—25，2O(5)：28~31[4]張慧波楊緒杰孫向東陳亞東聚氨酯彈性體合成工藝研究，工程塑料應(yīng)用，2006[5]陳賢苓凝膠色譜法測(cè)定聚氨酯分子量及其分布，實(shí)驗(yàn)室研究與探索，1990[6]謝富春