多羟基三唑缩水甘油醚预聚物的合成与应用

发布时间：2017-05-25 13:06

  本文关键词：多羟基三唑缩水甘油醚预聚物的合成与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多羟基化合物有着广泛的应用,其作为聚氨酯体系中的扩链交联剂可以很好地改善聚氨酯的力学及其他性能。另一方面,自2001年Sharpless提出“点击化学”的概念以来,通过叠氮基团与炔基反应生成1,2,3-三唑结构的研究越来越多,1,2,3-三唑结构在高分子材料中的重要性也逐渐凸显出来。因此研究含有三唑结构的多羟基化合物对研究先进的聚氨酯及其功能材料有重要意义。本文先将含残余氯的工业级叠氮缩水甘油醚预聚物(GAP)充分叠氮纯化使其无氯残余,之后通过纯GAP与1,4-丁炔二醇(BOZ)的1,3-偶极环加成反应合成了一种含有三唑结构的多羟基化合物——4,5-二羟甲基-1,2,3-三唑缩水甘油醚预聚物(GTP)。采用红外光谱、紫外光谱、核磁共振、电喷雾四级杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF-MS)、元素分析、热失重(TG)以及高效液相色谱-飞行质谱联用(HPLC-ESI-Q-TOF-MS)对GTP与GAP进行了精细的定量分析。研究证实了GTP的合成,确定了工业级GAP氯含量为3.39%,纯GAP平均聚合度为3.71,数均分子量为443.29 g/mol,GTP平均聚合度为3.95,数均分子量为806.75 g/mol。使用聚四氢呋喃(PTMG),二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料合成聚氨酯预聚物,再分别添加GTP与丙三醇作为扩链交联剂合成了聚氨酯弹性体PU-X与PU-0。考察了PU-X与PU-0的溶胀行为、力学性能与热分解行为。研究表明添加了GTP的PU-X的交联点间分子量(3.1?104 g/mol)远高大于PU-0(2.25?103 g/mol);PU-X的拉伸断裂应力(3.37 MPa)与断裂拉伸应变(1658%)均高于PU-0的拉伸断裂应力(1.55MPa)与断裂拉伸应变(1472%);PU-X的硬段热降解峰值(383.0℃)高于PU-0的硬段热降解峰值(351.5℃)。
【关键词】：1 3-偶极环加成反应 聚氨酯 1 2 3-三唑 扩链交联剂
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O633.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 1,3-偶极环加成反应与点击化学简介10-12
• 1.2 聚叠氮缩水甘油醚（GAP）简介12-13
• 1.3 聚氨酯扩链交联剂简介13-14
• 1.4 1,2,3-三唑结构在聚氨酯中的应用14-17
• 1.4.1 1,2,3-三唑作为聚氨酯中的光稳定剂15
• 1.4.2 1,2,3-三唑作为聚氨酯中的硬段结构15-16
• 1.4.3 1,2,3-三唑作为连接基团在聚氨酯中的应用16
• 1.4.4 1,2,3-三唑在超支化聚氨酯中的应用16-17
• 1.5 本课题研究思路及意义17-18
• 第2章 低聚叠氮缩水甘油醚的纯化、分析与表征18-38
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-19
• 2.2.1 试剂与仪器18-19
• 2.2.2 实验过程19
• 2.3 分析与表征19-37
• 2.3.1 红外光谱分析19-20
• 2.3.2 电喷雾四级杆飞行时间质谱20-23
• 2.3.3 引发剂的确定23-26
• 2.3.4 核磁共振定量碳谱分析26-28
• 2.3.5 核磁共振氢谱分析28-29
• 2.3.6 核磁共振氮谱分析29-30
• 2.3.7 紫外光谱分析30-32
• 2.3.8 高效液相色谱-飞行时间质谱联用32-35
• 2.3.9 元素分析35
• 2.3.10 热失重分析35-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 多羟基三唑缩水甘油醚的合成与表征38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 实验部分38-46
• 3.2.1 试剂与仪器38-39
• 3.2.2 反应条件的讨论39-46
• 3.2.3 实验方案的确定46
• 3.3 分析与表征46-55
• 3.3.1 红外光谱46-47
• 3.3.2 紫外光谱47-48
• 3.3.3 核磁共振定量碳谱48-50
• 3.3.4 核磁共振氮谱50-51
• 3.3.5 核磁共振氢谱51-52
• 3.3.6 元素分析52
• 3.3.7 电喷雾飞行时间质谱52-53
• 3.3.8 热失重53-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章 多羟基三唑缩水甘油醚预聚物在聚氨酯弹性体中的应用56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 实验部分56-57
• 4.2.1 实验试剂与仪器56
• 4.2.2 实验过程56-57
• 4.3 分析与表征57-65
• 4.3.1 红外光谱的结果与讨论57-58
• 4.3.2 溶胀实验58-59
• 4.3.3 PU的力学性能59-63
• 4.3.4 TG结果与分析63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 参考文献68-73
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单73-74
• 致谢74

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本文编号：393811