二氧化碳基聚碳酸酯-聚醚的合成与应用研究.pdf
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1、二氧化碳基聚碳酸酯聚醚的合成与应用研究李 浩 赵宝成 严定尧 戚渭新(淮安巴德聚氨酯科技有限公司 江苏淮安)摘 要:使用自制的有机骨架材料改性 催化剂催化二氧化碳和环氧丙烷开环共聚制备聚碳酸酯聚醚多元醇()研究了反应温度、压力、催化剂用量对共聚反应的影响并以此为原料制备聚氨酯软泡 结果表明控制反应温度为 、反应压力为.以聚碳酸酯为起始剂制备的 中聚碳酸酯链段质量分数达.使用该多元醇制备的聚氨酯软泡的拉伸强度、伸长率、撕裂强度显著提高且 的制备成本低廉具有广阔的应用前景关键词:双金属氰化物络合催化剂二氧化碳聚碳酸酯聚醚多元醇中图分类号:.文献标识码:文章编号:():./.基金项目:江苏省重点研发
2、项目(编号:)二氧化碳被认为是引起“温室效应”的主要气体但同时也是地球上主要的碳资源其总储藏量比煤炭、石油、天然气的总和还多 因此充分利用二氧化碳制备高分子材料不仅能够减少其对环境的危害还可以减少石油等不可再生碳资源的过多消耗使得高分子材料的发展环境友好可持续自 年聚碳酸酯被合成以来与环氧丙烷()共聚合成聚碳酸酯已引起国内外研究机构的广泛关注 其中使用双金属氰化物络合催化剂催化 与环氧化合物共聚制备的聚碳酸酯聚醚()极具发展前景 消耗廉价易得、造成温室效应的 气体符合“碳达峰、碳中和”国家战略需求而且制备工艺简单、生产能耗较低 结构中包含聚碳酸酯和聚醚链节以其制备的聚氨酯材料兼具聚酯型和聚醚型
3、聚氨酯的优良特性可以广泛应用于胶黏剂、增韧剂、复合材料等领域本研究通过自制催化剂催化 和 共聚反应制备 通过探究不同反应条件对共聚反应的影响提升了 的各项物理特性并将其应用于聚氨酯软泡领域 实验部分.主要原料环氧丙烷()滨化集团股份有限公司聚碳酸酯二醇(羟值 /)绿联(济宁)化学科技有限公司聚醚多元醇(羟值/)、聚 合 物 多 元 醇 (羟 值/固含量)中海壳牌石油化工有限公司有机硅匀泡剂、胺类催化剂 赢创特种化学(上海)有限公司锡类催化剂 常州凯瑞化学科技有限公司开孔剂 淮安巴德聚氨酯科技有限公司甲苯二异氰酸酯()沧州大化股份有限公司二氯甲烷西陇科学股份有限公司 以上均为工业级 有机骨架材料
4、改性 催化剂自制.实验方法.的合成向 高压反应釜加入一定量的起始剂聚碳酸酯二醇 和催化剂后进行高温脱水然后通入干燥的 进行置换再加入 压入气体保持反应釜压力.控制反应温度搅拌转速为 /持续反应 后释放未反应的 气体抽真空脱除小分子单体加入 二氯甲烷过滤、减压蒸馏、洗涤、干燥得到.聚氨酯软泡的制备通过对聚氨酯泡沫的性能测试探究 的应用性能聚氨酯软泡配方见表 按表 配方将聚醚多元醇、聚合物多元醇、和水 年第 卷 第 期.聚氨 酯 工 业 表 聚氨酯软泡配方泡沫编号原料用量/份软泡软泡软泡软泡.水.混合均匀加入 搅拌数秒倒入纸箱内泡沫熟化后取出放置 后进行物性测试.分析测试羟值 按/.测 试 黏 度
5、 按/.测试 密度按/测试拉伸强度和断裂伸长率按/测试压陷硬度按/测试液体核磁共振光谱测试():核磁在室温下采用德国 公司的/型髙分辨核磁共振谱仪测定扫描频率 内标 样品溶剂是氘代氯仿()测试前保证样品全溶 结果与讨论.反应温度对共聚产物的影响本实验以 为起始剂共聚单体为 和催化剂用量为 /反应压力为.反应时间为 改变反应温度制备共聚物 反应产物检测结果见表 表 反应温度对共聚产物的影响反应温度/产物质量/.聚碳酸酯链段含量/.分子量/()分子量分布指数.黏度()/()由表 可知随着反应温度的增加产物质量、聚碳酸酯链段含量及分子量先增大后降低 这是由于当反应温度较低时催化反应活性较低导致聚合反
6、应链增长和链转移反应均较低随着温度的升高链转移的速度明显大于链增长的速度催化反应活性也明显提高产物分子量增大的同时分子量分布变窄 当聚合反应温度超过 后随着反应温度的增加合成的 的分子量随之下降相应的分子量分布指数逐渐变大这是由于温度的升高使和 发生“回咬”反应生成环碳酸酯 综合考虑为了提高共聚反应目标产物 中聚碳酸酯含量和聚合产物质量同时降低环碳酸酯含量共聚反应温度选择在 最为合适.反应压力对共聚产物的影响本实验以 为起始剂共聚单体为 和催化剂用量为 /反应温度为 反应时间为 改变共聚物的反应压力制备共聚物反应产物检测结果见表 表 反应压力对共聚产物的影响反应压力/.产物质量/.聚碳酸酯链段
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