聚醚多元醇的合成及其聚氨酯弹性体制备研究

发布时间：2016-11-23 11:37

  本文关键词：聚醚多元醇的合成及其聚氨酯弹性体制备研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中北大学》 2015年

聚醚多元醇的合成及其聚氨酯弹性体制备研究

张彬  

【摘要】：聚醚多元醇是制备聚氨酯弹性体(PUE)重要的原料之一，而星形结构的聚醚多元醇以其独特的三维空间结构，与同分子量线形多元醇相比具有较高的官能度和较低的黏度，是聚醚多元醇中一类具有特殊形态的聚合物。本研究分别以线形聚乙二醇(PEG)和四臂聚乙二醇(4aPEG)为原料合成出多羟基的聚乙二醇衍生物和多羟基星形嵌段结构的四臂聚乙二醇/四氢呋喃(4aPEG/THF)聚醚多元醇，并用这些多羟基聚醚多元醇为原料，在无外加交联剂的情况下制备出PUE。考察了合成多羟基聚醚多元醇和制备PUE较佳的实验条件，用红外光谱(IR)、核磁共振谱(1H-NMR和13C-NMR)、黏度计、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热分析仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和拉伸实验机对合成的聚醚多元醇和PUE进行了测试表征。得到如下研究结果： 以PEG和环氧氯丙烷(ECH)为原料合成的多羟基聚乙二醇衍生物作为大分子交联剂与PEG、1,4-丁二醇(BDO)和甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，用一步法制备出PUE。研究结果表明，固化参数R值对PUE的拉伸强度影响最大，而固化温度对PUE的断裂伸长率影响最大。用该大分子交联剂合成PUE较佳实验条件为：R值为1.2，BDO/PEG物质的量之比为3，BDO/大分子交联剂物质的量之比为9，，固化温度为70℃。在较佳条件下合成得到PUE的拉伸强度达到12.63MPa，玻璃化转变温度(Tg)为-34℃，热分解温度(Td)为248℃。 以4aPEG为起始剂，分别以环氧丙烷(PO)和环氧氯丙烷(ECH)作为助开环剂引发四氢呋喃(THF)阳离子开环聚合得到4aPEG/THF共聚醚。研究结果表明：两种助开环剂均能引发THF聚合反应得到纯度较高的聚醚多元醇，用PO和ECH引发THF反应得到共聚醚时THF与4aPEG质量比为3:1，PO和ECH物质的量分别为THF物质的量的10%和4%，引发剂物质的量为THF物质的量的4%，聚合反应时间为1.5h较佳。此外，DSC曲线表明两种助开环剂引发THF聚合得到的共聚醚均能抑制4aPEG链段的结晶。在较佳条件下，PO作为助开环剂得到的共聚醚官能度为3.29，数均分子量为8122；而ECH作为助开环剂合成的共聚醚官能度为2.95，数均分子量为5430，PO作为助开环剂合成的共聚醚综合性能优于ECH作为助开环剂合成产物的性能。 用PO作为助开环剂合成的4aPEG/THF共聚醚为原料，采用一步法制备出PUE。该PUE的Tg较低(-30℃)，Td较高(234℃)，热学性能良好。用该共聚醚制备的PUE的拉伸强度随R值增加而增加、断裂伸长率随R值增加而降低。BDO与4aPEG/THF共聚醚物质的量之比在2~3之间，催化剂质量为总质量的0.2%，固化温度在50℃~70℃之间制备的PUE力学性能较佳。此外，用该共聚醚制备PUE过程中使用的共聚醚黏度不宜过大。

【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ334
【目录】：

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