封闭异氰酸酯几种反应的动力学

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异氰酸根的几种反应

异氰酸酯的各种常见反应一、异氰酸酯与醇的反应带有端羟基的聚醇（如聚酯、聚醚及其他多元醇）与多异氰酸酯反应，生成聚氨酯类聚合物，这是合成聚氨酯最基本的反应。

根据研究得知：氨基甲酸酯基团是内聚能较大的特性基团，空间体积较大，在聚台物中具有硬链段特征，而由碳碳链作为主链的聚醇，具有较强的挠曲作用，成为聚合物的软链段？聚氨酯实际上就是由刚性基团（链段）和软链段构成的嵌段共聚物，显然，使用分子量较大的聚醇，将会使聚合物刚链段比例下降、刚性基团间隔增加。

在实际合成中，应根据产品不同性能要求和应用场合，选择不同分子量的聚醇品种。

不同分子量的聚醇对PUR性能的影响及不同分子量的聚醚品种对与MDI反应的速度都是不一样。

在使用聚醇与异氰酸酯反应时，除原料品种和分子量等因素外，更重要的影响因素是彼此反应基团数的比例，即-NCO/-OH比例，它决定了生成聚合物的分子量太小，这对于二步法合成聚氨酯的反应是极其重要的技术参数。

跟据-NCO/-OH比不同，基本有以下情况，1) -NCO／-OH>1 即- NCO过量，这样生成的聚合物端基为异氰酸基，在聚氨酯合成中．大多数预聚体法（二步法）是采用一NCO／_一OH>1，如PU弹性体、粘合剂，涂料以及二步法合成PU泡沫塑料等。

2) -NCO／-OH)=1 在一NCO基团和-OH基团都是双官能度时，据聚合物化学理论，生成的聚合物分子应该是无穷大在泡沫塑料和热塑性聚氨酯材料制备中，常将-NCO／-OH控制在-NCO／-OH =1左右3)-NCO／-OH<1 即-OH过量，生成的聚合物的两端应是羟基此种情况的使用较少，主要用于便于贮存的生胶、粘合剂和某些中间体的制备。

二、异氰酸酯与苯酚的反应异氰酸酯和酚的反应情况与醇相似，但由于苯环的吸电作用，使酚的羟基中的氧原子电子云密度下降、致使它与异氰酸酯的反应活性下降，该类反应主要作为异氰酸酯封闭反应三、异氰酸酯与水的反应该反应是制备聚氨酯泡沫塑料的重要反应。

封闭异氰酸酯几种反应的动力学

维普资讯
第１４卷第５期
２００２年９月
化学进展
ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＣＨＥＭＩＮＳＴＲＹ
Ｖｏ．４ＮＯ．１１５
Ｓｅｐ．，２２００
封闭异氰酸酯几种反应的动力学
张学同罗运军
中图分类号：４．；０６３１ＴＱ６文献标识码：３Ａ文章编号：１０ —８Ｘ（０２０ —３９００５２１２０）５０３ — ８
ＫｉｔｃｆＲｅｃｉｎｓｏｏｋｅｓｃａａｅｎｅｉｓｏａｔｏｆＢｌｃｄＩｏｙｎｔｓ
ＺａｇＸｕｔｎＬｕｎｕＴａｕｒｉｈｎｅｏｇｏＹｕｊｎｎＨｉｎｎ
（ｃｏｌｏｅｃｌｇｎｅｉｇａｄＭａｅｉｌｃｅｃ，ＢｅｊｇＩｓｉｕｅＳｈｏｆＣｈｍｉａＥｎｉｅｒｎｎｔｒｓＳｉｎｅａｉｎｎｔｔｉｔ
聚氨酯的重视和开发，闭异氰酸酯的重视和使用程度进一步加大。文对封闭异氰酸酯的相关反应的动力封本
学进行了综述，两种不同的反应机理及其动力学的影响因素作了介绍。对
关键词封闭异氰酸酯封闭基团解封闭温度动力学
Ａｂｓｒｃｔａｔ
Ｂｌｋｅｉｏｃａｎｔｓｒｗｉｅｙｏｃｄｓｙａｅａｅｄｌｕｓｄｎｅｉｍａｎｋｉｏｏ — ａｋａｃａｔｎｇｙｎｄｓｆｎｅｐｃｇｅｏｉｓ，ｐｏｄｅｗｒ

封闭异氰酸酯固化剂的封闭剂

封闭异氰酸酯固化剂的封闭剂介绍1.封闭剂的选择要点●封闭反应速率适中且能彻底反应；●解封闭反应速率较高；●解封闭温度较低；●封闭剂及封闭型异氰酸酯的水分散性好；●与体系中树脂的相容性好；●封闭剂环保，无毒，封闭后的稳定性好。

2.各种封闭剂的优缺点2.1 醇、硫醇及其它含羟基化合物醇类封闭剂，一般其稳定性较好，解封闭温度较高。

三卤化合物的解封闭温度较低，解封闭速率较高。

据报道，三氟乙醇封闭型和三氯乙醇封闭型苯基异氰酸酯的解封闭温度要显著低于正丁醇封闭型苯基异氰酸酯，且解封闭速率较高。

长链正烷醇的碳原子数量对解封闭速率有影响，辛醇封闭型苯基异氰酸酯的解封闭速率要小于正丁醇封闭型。

伯醇和仲醇封闭型异氰酸酯在受热解封闭时常常可得到游离的异氰酸酯基，而叔醇封闭型异氰酸酯的热分解反应较为复杂，可得到二氧化碳、烯类和胺类化合物等一系列副产物。

因而，叔醇封闭型异氰酸酯常用作环氧树脂或含环氧基团树脂的固化剂。

与醇类化合物类似，硫醇类化合物同样可用做异氰酸酯封闭剂，如三苯甲硫醇、己硫醇、十二烷基硫醇都已用于异氰酸酯的封闭反应，但由于硫醇化合物的刺激性气味和受热时易氧化的特性，限制了该类封闭剂的应用。

其他一些羟基化合物，如乙二醇单己醚等二醇单醚、N,N-丁二醇乙酰胺等N,N-二醇酰胺和3-羟基噁唑烷等羟基杂环化合物，也因相应的低解封闭温度、较好的亲水性等特点而用作异氰酸酯的封闭剂。

2.2苯酚、吡啶酚及相应的巯基化合物同醇类封闭剂相比，酚类封闭剂与异氰酸酯基的反应速率较低，但其封闭型异氰酸酯的解封闭速率较高，解封闭温度较低，是目前研究较为深入的一种封闭剂，在理论和应用方面都有很多的报道。

一般而言，苯环上取代基的电子效应和空间效应对封闭反应和解封闭反应起着重要的影响。

吸电子取代基能够有效降低酚羟基的亲核性，从而加快解封闭反应，降低解封闭温度。

对于同样的异氰酸酯，不同的对位吸电子取代酚封闭型异＞p-Br＞p-Cl＞p-F＞H＞p-Me。

封闭型多异氰酸酯

封闭型多异氰酸酯-正文多异氰酸酚用苯酚、ε-己内酰胺等封端，形成的封闭型异氰酸酯，可与各种低聚物多元醇组合，在常温下稳定，可配制单组分烘烤型涂料，用于各种金属、塑料涂层，如电线漆包线漆、卷材涂料。

以Bayer Materials sciencc公司公司的封闭型异氰酸酯为例，介绍部分封闭型异氰酸酯的特性和用途。

Desmodur AP stable是苯酚封闭的多异氰酸酯，该固体树脂软化点约100℃，溶于醋酸乙酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、甲乙酮及醇类溶剂，一般可用二甲苯、溶剂石脑油调节粘度。

使用催化剂可加快固化速度。

在140℃以上解封闭。

它与苯酐聚酯多元醇结合，配制漆包线该，得到可直接焊接的漆包线。

Desmodur BL1100是己内酰胺封闭四芳香族多异氰酸能，与环脂族二胺(如BASF公司Laromin C260)组成高柔韧性单组分烘烤漆。

易溶于醚、醇、酯及芳烃溶剂，有限溶于脂肪烃。

可用氨酯级溶剂稀释。

用于浸渍涂布或幕涂的涂料、以及胶粘剂。

BL1100与C260以10／1质量比配合，在40℃以下贮存稳定，烘烤固化条件为150℃/45min、160℃/30min或180℃/10min。

Desmodur RL1265为己内酰胺封闭型芳香族多异氰酸酯，与多元醇组分或多元胺结合，配制单组分烘烤漆。

易溶于醚、酯、酮、芳烃和松节油，脂肪烃只能有限稀释。

需用氨醋级溶剂稀释。

一般与聚酯多元醇配合，也可与增塑剂、环氧树脂混溶。

当用作多元醇的交联剂组分，得到的涂料具有高硬度、优良的耐变形性、耐冲击性和耐化学品性能。

应用领域包括管内涂料、罐头漆和耐碎石涂料。

可在150℃/30mln固化。

可与BLll00配合，改善卷材涂料等的硬度。

Desmodur BL3165是丁酮亏封闭的HDI性多异氰酸酯交联剂，用于烘烤漆，以100号石脑油／二元酸酯(2 5／10)为混合溶剂。

BL3165用作固化剂刘，与聚酯多元醇等配制耐黄变、耐候的单组分聚氨酯烘烤漆。

异氰酸酯的各种化学反应

R-NHCONH-R
脲
2RNCO+H2O
RNHCONHR+CO2
1mol(18g)水与1mol二异氰酸酯（TDI174g或MDI250g）生成1mol（22.4L）CO2 空气中的水分及容器壁附着的水分会使NCO含量降低，使预聚体黏度变大甚至凝胶，产生的CO2还会使容器涨罐。
4、异氰酸酯与氨基甲酸酯的反应
OO
120-140℃
RNCO + R1-NHCOO-R2
-N-C-OR2
R1
交联结构
自聚反应二聚：
2ArNCO
O
C
Ar-N
N-Ar
C
O
MDI、TDI在室温下可以缓慢产生二聚体，具有邻位取代基的芳香族异氰酸酯，由于位阻效应，在常温下不能生成二聚体，而MDI由于NCO邻位无取代基，活性比TDI大，即使无催化剂，室温也有部分单体缓慢自聚成二聚体。
聚氨酯分子的微观结构
软段：大分子多元醇
硬段
异氰酸酯小分子醇、胺
不同活泼氢基团反应活性比较
聚氨酯
反应速度：-CH2-OH > -CH-OH
2、异氰酸酯与胺基的反应（常温下快速反应）
伯胺基：NH2
仲胺基：NH
R-NCO+R1-NH2
R-NHCONHR
脲
R-NCO+R1R2NH
R-NHCONR1R2
取代脲
3、异氰酸酯与水的反应
慢
快
RNCO+H2O
R-NHCOOH
RNH2+CO2
快
RNH2+RNCO
异氰酸酯的各种化学反应
1、异氰酸酯与羟基的反应 2、异氰酸酯与胺基的反应 3、异氰酸酯与水的反应 4、异氰酸酯与氨基甲酸酯的反应 5、异氰酸酯的自聚反应

不同二异氰酸酯三聚反应分子模拟与反应动力学研究_唐燕飞

双环己基柔性结构，IPDI 的短侧基单环己基柔性结构，充分考虑了不同分子链长度、刚性大小和空间位阻在异氰酸酯自聚反应过程中的影响。
本研究通过对 3 种异氰酸酯单体的空间结构和自聚反应历程进行了 DMol3 分子模拟优化，并采用 FT-IＲ对 MDI、HMDI 和 IPDI 3 种异氰酸酯自聚反应分别进行了跟踪，同时研究了它们自聚反应的反应动力学特征。
1. 2 仪器与设备计算机工作站： Materials Studio 量子化学模块
DMol3 ，美国 Accelrys 公司； WQF-300 傅里叶变换红外光谱仪，北京第二光学仪器厂，波数 4000 ～ 400 cm － 1 ，分辨率为 4 cm － 1 ，谱图扫描 8 次；恒温加热装置，温度波动在 ± 0. 5 ℃ 范围内，自制。 1. 3 异氰酸酯三聚体的制备
·24·
聚氨酯工业 POLYUＲETHANE INDUSTＲY
2013 年第 28 卷第 5 期 2013． Vol． 28 No． 5
不同二异氰酸酯三聚反应分子模拟与反应动力学研究*
唐燕飞1 刘瑾1，2* 陈妍1 张景1 陈碧云1 梅生富1
（ 1．安徽建筑大学材料与化学工程学院合肥 230022）（ 2．安徽建筑大学安徽省先进建筑材料重点实验室合肥 230022）
温催化条件下才能生成。三聚反应中除了生成理想的三聚体外，实际上随着反应的进行，游离异氰酸酯单体数量的减少，三聚体之间相互反应将生成更高相对分子质量的多聚体［13 － 15］。适当控制反应的条件能够将反应稳定在三聚体阶段。利用分子模拟计算的方法来说明异氰酸酯自聚反应过程中其它副反应进行的可能情况。
* 通讯联系人：刘瑾，男，博士，教授；基金项目：国家自然基金项目（ 21171004），国家科技支撑计划项目（ 2013BAJ01B00），安徽省教育厅自然科学项目（ KJ2011A064，KJ2011A070）。

封闭型多异氰酸酯

封闭型多异氰酸酯多异氰酸酚用苯酚、ε-己内酰胺等封端，形成的封闭型异氰酸酯，可与各种低聚物多元醇组合，在常温下稳定，可配制单组分烘烤型涂料，用于各种金属、塑料涂层，如电线漆包线漆、卷材涂料。

以Bayer Materials sciencc公司公司的封闭型异氰酸酯为例，介绍部分封闭型异氰酸酯的特性和用途。

使用催化剂可加快固化速度。

在140℃以上解封闭。

它与苯酐聚酯多元醇结合，配制漆包线该，得到可直接焊接的漆包线。

Desmodur BL1100是己内酰胺封闭四芳香族多异氰酸能，与环脂族二胺(如BASF公司Laromin C260)组成高柔韧性单组分烘烤漆。

易溶于醚、醇、酯及芳烃溶剂，有限溶于脂肪烃。

可用氨酯级溶剂稀释。

用于浸渍涂布或幕涂的涂料、以及胶粘剂。

BL1100与C260以10／1质量比配合，在40℃以下贮存稳定，烘烤固化条件为150℃/45min、160℃/30min或180℃/10min。

Desmodur RL1265为己内酰胺封闭型芳香族多异氰酸酯，与多元醇组分或多元胺结合，配制单组分烘烤漆。

易溶于醚、酯、酮、芳烃和松节油，脂肪烃只能有限稀释。

需用氨醋级溶剂稀释。

一般与聚酯多元醇配合，也可与增塑剂、环氧树脂混溶。

当用作多元醇的交联剂组分，得到的涂料具有高硬度、优良的耐变形性、耐冲击性和耐化学品性能。

应用领域包括管内涂料、罐头漆和耐碎石涂料。

可在150℃/30mln固化。

可与BLll00配合，改善卷材涂料等的硬度。

Desmodur BL3165是丁酮亏封闭的HDI性多异氰酸酯交联剂，用于烘烤漆，以100号石脑油／二元酸酯(2 5／10)为混合溶剂。

BL3165用作固化剂刘，与聚酯多元醇等配制耐黄变、耐候的单组分聚氨酯烘烤漆。

DSC法研究聚异氰酸酯／环氧树脂胶粘剂的固化反应动力学及固化工艺

固化反应的起始温度Ｔ、ｏ峰值温度Ｔ、Ｄ终止温度Ｔ
和反应热 △ Ｈ。
Ｔ：ａ固化峰起始温度，ｐ固化峰峰值温度；ｉ固化峰终止温度，Ｔ；Ｔ：
△Ｈ：固化反应放热量
圈１固化体系以１＂ｍｉ等速升温时ＤＣ曲线０Ｃ／ｎＳ
图１为胶粘剂体系以］＂／ｉ等速升温时的０ｍｎＣＤＣ曲线图。由图１以看出：Ｓ可固化剂含量不同，固化反应的ＤＣ曲线有很大差别。随着聚异氰酸Ｓ
陈少锋谢建良邓龙江
（电子科技大学微电子与固体电子学院，成都，１０４６０５）
摘要
采用差示扫描量热法（Ｓ）ＤＣ研究了聚异氰酸酯／环氧树脂的固化过程，研究了不同配比对固化反应的影响、固化度与固化温度的关系，计算了固化反应表观活化能和反应级数，确定了聚异氰酸
联反应，在保留了环氧基耐热骨架的同时，引入了聚醚柔性链段，显著改善了环氧树脂的韧性，其拉伸强度及耐热性也有所提高。聚异氰酸酯／环氧树脂胶粘剂体系在固化过程中发生了复杂的化学反应，本
能、耐高低温性能，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在胶粘剂、涂料、电子电气绝缘材料、
环氧树脂的韧性，人们先后采用了橡胶弹性体、热塑性树脂、无机物刚性粒子等来改性环氧树脂，取得了较大的进展。近年来，于环氧树脂的增韧改性研关
究工作主要集中在热固性树脂和大分子固化剂增韧。
１１材料与仪器．
固化工艺提供了理论依据。
１实验部分
第９卷２０年第２＝０６ ¨ “ ＝期

不同二异氰酸酯三聚反应分子模拟与反应动力学研究

聚
・
氨
酯
工
业
２０１３年第２８卷第５期
２０１３．Ｖｏ１．２８Ｎｏ．５
２４・
ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥＩＮＤＵＳＴＲＹ
不同二异氰酸酯三聚反应分子
模拟与反应动力学研究术
唐燕飞刘瑾陈妍张景陈碧云梅生富合肥２３００２２）
订．ＩＲ对ＭＤＩ、ＨＭＤＩ和ＩＰＤＩ３种异氰酸酯自聚反应分别进行了跟踪，同时研究了它们自聚反应的反应
动力学特征。１实验部分
１．１主要原料
目前国内外研究甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）三聚体、１，６．己基二异氰酸酯（ＨＤＩ）三聚体、三苯基甲烷三异氰酸酯（ｒＩＴＩ ’ Ｉ）三聚体的较多，在市场上比较有代表性
异氰酸酯是生产聚氨酯的重要原料，在使用过程中易发生自聚生成自聚体，其中含有异氰脲酸酯环结构的三聚体具有挥发性小、毒性低、官能度高、热稳定性优异等优点，其作为固化交联剂广泛用于聚氨酯涂料、粘合剂、弹性体中，不仅可以提高固化速度，还可以提高最终聚合物的耐水解性、耐腐蚀性、热稳定性及尺寸稳定性等，不同异氰酸酯三聚体
甲基）苯酚（ＤＭＰ．３０），ＣＰ，国药集团化学试剂有限

影响异氰酸酯双封端反应动力学的因素

F ig. 4 Rela tion sh ip between tem pera ture and reaction ra te con stan t in MD I 1: 96 ℃; 2: 106 ℃; 3: 114 ℃。
F ig. 5 Rela tion sh ip between tem pera ture and reaction ra te con stan t in TD I 1, 2, 3 sam e as in F ig. 4.
过脱水处理。 1. 2 反应将计量的异氰酸酯、苯酚、催化剂及溶剂等投入装有回流冷凝管、搅拌器及温度计的三颈瓶中, 在一定温度下进行反应, 定时取样分析2 N CO 百分含量 1. 3 测定方法 [1 ～ 3] 2 测 N CO 百分含量的测定: 用二正丁胺法定。
2 结果与讨论 2. 1 反应级数的测定
t1 2 =
1
k ( a - b)
lnLeabharlann b2b- a( 4)
则可求出各种条件下, 二级反应中的异氰酸酯的半衰期。
第 3 期
张春华等: 影响异氰酸酯双封端反应动力学的因素
31
众所周知, 一个反应的反应级数只与反应基团的性能有关, 而与反应条件 ( 温度、催化剂、溶剂以及 ) 反应物的浓度等无关。本实验中选取了 TD I、、 MD I ND I 3 种异氰酸酯 a- x 与苯酚反应, 控制温度在 114 ℃, 以 ln 对t作 b- x 图。实验结果表明, 苯酚对 TD I 、、 MD I ND I 的封端反应中, ln
. 3 Rela tion sh ip between tem pera ture and reacTab tion ra te con stan t, ha lf - ti m e and activa tion energy

封闭型异氰酸酯的反应机理与应用

涂料综述ＣｏａｔｉｎｇｓＲｅｖｉｅｗ４凳…性№。

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［１０］茹星芝黑麟艄反应的删Ｊ］．化学，．套认婴专”警霎型异粤酸酯曼应竺复苎竺方面，我唧呈“”磊五磊姜葛；ｉｉ。

ｉＺ：“””。

““……”“”“”经取得了很大的成就。

并且，封闭型异氰酸酯的应用也获［１１］ｉ吾省化呈研亮所编．聚氯酯弹性体手册［Ｈ］．北京：化学得了明显的进展。

无论是在阳离子电沉积涂料，还是在粉工业出版社２００１．末涂料或者单组分胶粘剂上都获得了广泛的应用。

ｆ戈Ｉｉ］ｏ－Ｔ［１２］ＤＡＷＩＣＫＳ．ＺｗＷＩＣＫＳ．Ｂ１０ｃｋｅｄｉｓｏｃｙａｎａｔｅｓⅢ：ｐａｒｔＢ．Ｕｓｅｓ封闭型异氰酸酯的反应机理与应用作者：张海龙，张彪，戴震，王萃萃，许戈文作者单位：安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230039刊名：涂料技术与文摘英文刊名：COATINGS TECHNOLOGY & ABSTRACTS年，卷(期)：2009，30(2)引用次数：0次1.R G ARNOLD.J A NELSON.J J VERBANC Recent advances in isocyanate chemistry 1957(01)2.童身毅封闭型异氰酸酯在粉末涂料中的应用[期刊论文]-现代涂料与涂装 2003(05)3.童身毅封闭型异氰酸酯在水性涂料中的应用Ⅰ[期刊论文]-现代涂料与涂装 2002(04)4.童身毅封闭型异氰酸酯在水性涂料中的应用Ⅱ[期刊论文]-现代涂料与涂装 2002(05)5.张学同.罗运军.谭惠民封闭型异氰酸酯几种反应的动力学[期刊论文]-化学进展 2002(09)6.许戈文水性聚氨酯材料 20077.刘景芳.李树材封闭型水性聚氨酯的研究进展[期刊论文]-涂料工业 2003(10)8.WICKS DA.WICKS Z W Multistep chemistry in thin film; the challenges of blocked isocyanates 2001(1-3)9.D A WICKS.Z W WICKS Blocked isocyanates Ⅲ:part A.mechanisms and chemistry 1999(03)10.王文清聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究[期刊论文]-化学世界 2008(07)11.山西省化工研究所聚氨酯弹性体手册 200112.D A WICKS.Z W WICKS Blocked isocyanates Ⅲ:part es and applications of blocked isocyanates 2001(1-3)13.顾继友.高振华异氰酸酯的封闭浅谈[期刊论文]-聚氨酯工业 2002(04)14.刘琳.李岩封闭型多异氰酸酯属猪的合成[期刊论文]-建筑材料学报 2005(06)15.王黎.蔡钊龙.刘生鹏封闭型异氰酸酯固化剂的制备及应用[期刊论文]-现代涂料与涂装 2005(04)16.童身毅封闭型异氰酸酯树脂化学[期刊论文]-现代涂料与涂装 2002(03)17.顾继友.高振华.李志国亚硫酸氢钠封闭异氰酸酯的研究[期刊论文]-聚氨酯工业 2003(01)18.S SUBRAMANI.YOUNG-JUN PARK.YOUNG-SOO LEE New development of polyurethane dispersion derived from blocked aromatic diisocyanate 2003(01)19.孙哲.李贵贤.王刚水分散封闭型多异氰酸酯的合成[期刊论文]-涂料工业 2008(01)20.王韬.齐圣光.任碧野阴极电泳用阳离子型封闭异氰酸酯的合成与应用[期刊论文]-涂料工业 2007(05)1.学位论文白晨艳基于PEDA的可UV固化水性聚氨酯分散体的合成及改性研究2007紫外光(ultraviolate，UV)固化水性聚氨酯分散体由于具有 UV 固化技术的“5E”特征即高效、节能、环保、经济、万能性和水性技术的低粘度、低甚至零 VOC 含量等优点而得到迅速发展。

封闭型异氰酸酯的应用进展

封闭型异氰酸酯的应用进展异氰酸酯是聚氨酯的预聚物，种类很多，广泛应用在弹性体、发泡材料、胶粘剂和涂料中。

它由二异氰酸酯与含有活泼氢的化合物反应得到，含有-NCO官能键，封闭型异氰酸酯是一类端异氰酸酯基团与某种带活性氢原子的化合物反应实现封闭后的聚氨酯产物[1]，在较高的温度下，反应释放出来的异氰酸酯基团可以进一步进行反应，得到不同的产物。

标签：异氰酸酯；封闭反应引言最近几年，聚氨酯的制备已经得到了广泛的研究与应用，异氰酸酯实际上是聚氨酯的预聚物，种类很多，广泛应用在弹性体、发泡材料、胶粘剂和涂料中。

1异氰酸酯的封闭反应机理异氰酸酯基团与封闭剂的反应属于典型的亲核反应。

反应过程遵循两种机理。

消去-加成机理封闭型异氰酸酯分解为游离异氰酸酯和封闭剂两种产物，其中游离的异氰酸酯进一步与某种亲核试剂反应，生成最终产品。

加成-消去机理封闭的异氰酸酯直接与亲核试剂发生反应，生成的中间产物具有四面体结构，进而与封闭剂发生消去反应。

2封闭型异氰酸酯的应用2.1水性涂料水性涂料以水为介质，无毒环保，已经得到了广泛的应用，封闭型异氰酸酯可以应用于水性涂料领域的最重要的优势就在于它可以在水中分散并且不会发生和水的副反应，使制得的水性体系具有很好的稳定性。

[2] 钟燕等[3]用IPDI 异氰酸酯三聚体与聚乙二醇单甲醚反应，再用封闭剂甲乙酮肟将剩余的异氰酸酯基封闭，得到了储存稳定性好的亲水性封闭异氰酸酯，并发现当聚乙二醇单甲醚的用量超过某临界值后，乳液的性质会发生突变。

2.2胶黏剂封闭异氰酸酯胶黏剂由于含有极性很强的异氰酸酯基，当与含有活泼氢的材料接触时，可以表现出优异的化学粘接性，并且存在的氢键作用也会使粘接更牢固，从而使其应用领域不断扩大。

影响异氰酸酯双封端反应动力学的因素

影响异氰酸酯双封端反应动力学的因素
异氰酸酯双封端反应动力学是一种重要的有机化学反应，常用于制备具有高分子链节结构的聚合物。

然而，这种反应的速率和效率往往受到以下几个因素的影响。

首先，异氰酸酯的结构会对反应速率产生影响。

一般来说，具有更好的反应活性基团的异氰酸酯会反应更快，如苯基异氰酸酯的反应速率比甲基异氰酸酯快。

其次，催化剂的种类和浓度也会影响反应动力学。

例如，二联氨（DABCO）和三甲基胺（TEA）等碱催化剂可以加速反应速率，但过量使用会导致反应恶化。

另外，温度和反应时间也是影响反应动力学的因素。

一般来说，较高的温度和较长的反应时间可以促进反应，但过高的温度和过长的反应时间可能导致副反应和降解。

综上所述，异氰酸酯双封端反应的动力学受到多个因素的影响，需要在实验条件的选择上进行平衡，以获得理想的反应产物。

封闭型异氰酸酯结构_解释说明以及概述

封闭型异氰酸酯结构解释说明以及概述1. 引言1.1 概述引言部分将对封闭型异氰酸酯结构进行简要概述，介绍该结构的基本特征和重要性。

封闭型异氰酸酯属于有机化合物家族，其特点是在分子结构中含有一个或多个封闭环。

这些封闭环可以赋予异氰酸酯独特的性质和应用潜力。

由于其广泛的应用领域和研究价值，对封闭型异氰酸酯的深入了解成为必要。

1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对封闭型异氰酸酯结构的解释说明和概述：首先，在第二部分“封闭型异氰酸酯结构解释说明”中，我们将介绍异氰酸酯的基本概念、定义以及特点。

通过对其分子结构和化学性质的阐述来解释该类型化合物的形成原理。

然后，在第三部分“封闭型异氰酸酯的合成方法”中，我们将详细探讨如何通过不同反应途径来合成封闭型异氰酸酯。

这些方法包括传统的化学合成方法以及最新的合成技术。

接下来，在第四部分“封闭型异氰酸酯的应用领域”中，我们将阐述该结构在聚合物工业、涂料和胶黏剂等领域中的广泛应用。

同时，我们还会提及其他潜在应用领域，并探讨相关研究成果。

随后，在第五部分“异氰酸酯结构的演变与发展趋势”中，我们将回顾封闭型异氰酸酯结构的历史演变过程，并介绍当前研究热点和挑战。

最后，我们将探讨该结构的发展趋势和未来展望。

最后，在结论部分（第六部分），我们将总结文章内容并强调封闭型异氰酸酯结构在不同领域中的重要性和前景。

1.3 目的本文旨在全面解释和概述封闭型异氰酸酯结构，包括其定义、特点、合成方法以及广泛应用领域。

通过深入了解该结构的基本概念与原理，可以帮助读者更好地理解其在各个领域的应用价值。

同时，通过回顾历史演变、分析当前研究热点和挑战，并展望未来发展趋势，可以为科学家和研究者提供启示和指导，推动封闭型异氰酸酯领域的发展与创新。

2. 封闭型异氰酸酯结构解释说明：2.1 异氰酸酯简介异氰酸酯（Isocyanate）是一类化学物质，它含有一个或多个异氰基（-N=C=O）。

异氰酸酯具有高反应活性和多样的结构，因此在许多领域中被广泛应用。

封闭型异氰酸酯

乙二醇+己二酸
①乙二醇
①己二酸
②制备改性聚酯（甲组分）氮气
聚己二酸乙二醇+TDI
②③TDI
溶剂：乙酸丁酯+乙酸乙酯+丙酮②乙酸丁酯、丙酮
蒸汽
③制备三羟甲基丙烷-TDI
加成物（乙组分）
①200~210℃ ②110~120℃
三羟甲基丙烷+TDI
溶剂：乙酸乙酯
③65~70℃
回
流
冷
凝
器
冷却水
②聚己二酸乙二醇
生产聚氨酯的主要原料，制造硬质泡沫保温材料、高性能软质泡沫塑料、反应注射成型制品（汽车仪表板、方向盘）、胶粘剂、涂料、合成革、弹性体及合成纤维等。
OCN
CH2
NCO
11
PAPI 主要性质
PAPI具有多个官能度，可以形成交联密度高的聚氨酯，因此可在较高的温度环境下使用。
PAPI为褐色透明液体，—NCO含量为31.5，胺当量133.5，粘度250 mPa·s/25℃，相对密度(20℃／ 20 ℃)1.2，燃点218℃。蒸汽压2.13×10-7 Pa （25℃）。
此类胶粘剂是用一种化合物（如酚类、醇类、肟类、亚硫酸氢盐）将端基—NCO暂时保护起来，防止水或其他活性物质对它的作用，可解决在贮存中吸收空气中水分而固化的缺点。
使用时可在一定温度下释放出异氰酸酯基而起胶接作用。
O C N R N C O + 2 Ar OH
O
O
Ar O C NH R NH C O Ar
6
1、异氰酸酯化学反应
涂料：聚氨酯树脂ｐ196 — Has been discussed
O ☆氨基甲酸酯

水溶性封闭异氰酸酯单体的解封动力学

水溶性封闭异氰酸酯单体的解封动力学王晓文周正发任凤梅汪瑾马海红徐卫兵*(合肥工业大学化工学院,合肥230009)摘要：采用热失重分析(TGA)法研究了水溶性封闭型异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的热分解过程,利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)考察了谱图中40与140℃两种温度下的异氰酸酯特征峰.TGA 与FTIR 的结果表明失重阶段即对应封闭异氰酸酯的解封闭反应.用Friedman -Reich -Levi (FRL)和Flynn -Wall -Ozawa (FWO)两种动力学模型研究了解封反应的表观活化能E ,所得平均表观活化能分别为125.0和124.5kJ ·mol -1.采用双等双步法对解封过程进行表观机理函数判断,结果符合Jander 方程,反应机理为三维扩散,结合FWO 方程确定了反应级数n 和指前因子对数ln A 的范围.关键词：动力学;封闭异氰酸酯单体;解封;热稳定性中图分类号：O642;O643Deblocking Kinetics of Water -Solubility Blocked IsophoroneDiisocyanateWANG Xiao -WenZHOU Zheng -Fa REN Feng -Mei WANG JinMA Hai -Hong XU Wei -Bing *(School of Chemical Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,P.R.China )Abstract ：The thermal decomposition process of water -solublity blocked isophorone diisocyanate (IPDI)wasstudied using thermal gravimetric analysis (TGA).The characteristic peaks of isocyanante groups at 40and 140℃were observed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).Results from TGA and FTIR showed that the degradation stage was a deblocking reaction of the blocked adduct.The Friedman -Reich -Levi (FRL)and Flynn -Wall -Ozawa (FWO)models were employed to investigate the apparent activation energies which were 125.0and 124.5kJ ·mol -1,respectively.Based on the double equal -double step method,the reaction was analyzed by the apparent mechanism of the process of deblocking according to the Jander equation,which indicated that the reactive mechanism was a three -dimensional diffusion.The reaction order (n )and the logarithm of pre -exponential factor (ln A )were also determined using the FWO equation.Key Words ：Dynamics;Blocked isocyanate monomer;Deblocking;Thermal stability[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .,2009,25(11)：2181-2185作为合成聚氨酯的重要原料,异氰酸酯单体中的异氰酸酯基团与亲核试剂具有较高的反应活性,使该体系在室温下非常活泼无法以单组分形式存在[1].作为涂料使用时,因聚氨酯涂料固化前对溶剂、树脂、颜料等原料中的水分或施工现场潮湿空气中的水分非常敏感[2,3],给聚氨酯涂料的应用增加很多困难[4].新型的水溶性封闭异氰酸酯单体将NCO基团封闭起来,使其室温下失去活性,防止水或其他活性物质对它的作用;而当使用时,可在一定温度下释放出NCO 基团,再与含有活泼氢组分发生反November Received:May 27,2009;Revised:July 15,2009;Published on Web:September 1,2009.*Corresponding author.Email:xwb105105@;Tel:+86-551-2901455.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20776034).国家自然科学基金(20776034)资助项目鬁Editorial office of Acta Physico -Chimica Sinica2181Acta Phys.-Chim.Sin.,2009Vol.25应[5,6],仍保持原有异氰酸酯的特性.封闭异氰酸酯可应用于粘合剂中以增加其稳定性与储存期[7],还可广泛应用于水性聚氨酯、粉末涂料中等[8].因选用亚硫酸氢钠作为封端剂,相比肟类等封端剂,具有较低的解封温度[9,10],是一种较好的封闭物质.为了避免封闭异氰酸酯超过解封温度发生有机物的分解及长期使用过程中产生的粘接等性能失效[11],需要一种有效的方法评估高分子材料的热稳定性.目前,对此种水溶性封闭异氰酸酯单体热分解稳定性的研究较少,本文采用热失重分析(TGA),用不同的动力学模型研究其解封温度及解封动力学[12],计算动力学参数,提出表观机理函数.可以定量地研究此封闭产物的使用范围,确定稳定性,具有重要的意义.1实验1.1实验原料异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),分析纯,德国Bayer 公司生产;亚硫酸氢钠,分析纯,上海国药有限公司出品;醇类溶剂,分析纯,上海国药有限公司出品;电热真空干燥箱,天津实验仪器厂.所得水溶性封闭异氰酸酯单体,真空干燥成固体后研磨备用.合成反应方程式如图1所示.1.2热重分析水溶性封闭IPDI单体的热重分析(TGA)在TG209型热分析仪(德国NETZSCH公司)上进行,升温范围为40-500℃,升温速率分别为5、10、15、20℃·min-1,气氛为氮气,流量为40mL·min-1.水溶性封闭IPDI单体的红外光谱(FTIR)用KBr 压片法在NICOLET8700FT-IR分析仪(美国)上测试所得,升温速率为5℃·min-1.2结果与讨论2.1水溶性封闭型异氰酸酯的TGA分析将水溶性封闭型异氰酸酯在热分析仪上以升温速率为5、10、15和20℃·min-1进行测试,测得的TG曲线如图2所示.从图2水溶性封闭异氰酸酯IPDI的TG曲线可以得到基础动力学数据(表1).从表1中看出,随着升温速率的提高,TG曲线表现为分解温度向高温推移[13].图3为IPDI封闭物质变温红外谱图,从图中可以看出在40℃的红外谱图上未有NCO特征峰(2340cm-1)出现,而在140℃的红外谱图上出现NCO图3封闭IPDI的红外谱图Fig.3FTIR spectra of the blocked IPDI图1封闭型异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的合成反应Fig.1Synthesis of blocked isophorone diisocyanate(IPDI)T i:initial mass loss temperature;T p:peak temperature 图2水溶性封闭异氰酸酯IPDI的TG曲线Fig.2TG curves of water-soluble blocked isophorone diisocyanateβ:heating rate表1基础动力学数据Table1The basis kinetic dataβ/(℃·min-1)T i/℃T p/℃Mass loss(%) 5122.1134.212.4810129.2139.112.9515132.7142.513.3520135.5147.612.762182No.11王晓文等：水溶性封闭异氰酸酯单体的解封动力学r :linear correlation coefficient特征峰,表明此时IPDI 封闭物质已经达到解封温度[14],封闭的NCO 基团重新释放.除此之外,2360cm -1处有CO 2特征峰的出现,因在高温下解封释放出的NCO 基团会自聚反应得到的脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯和缩二脲等[15],这些产物随着温度的持续升高会发生部分分解,放出CO 2气体.2.2非等温动力学用Friedman -Reich -Levi(FRL)微分法[16,17]和Flynn -Wall -Ozawa(FWO)积分法[18,19]对所得数据进行线性拟合,求得相应的动力学数据,微分方程与积分方程如下:lnβd αd T !"=ln[Af (α)]-E RT (1)lg β=lgAE#$-2.315-0.4567E RT(2)式中α是转化量,d α/d t 是转化率,T 是绝对温度,A是指前因子,R 为气体常数,E 是表观活化能,β为线性升温速率,f (α)和G (α)分别为微分和积分反应机理函数.对于FRL,ln(βd α/d T )-1/T 线性拟合,可以通过斜率求出表观活化能E ,在机理函数符合的情况下根据截距求出指前因子;对于FWO 方程,由lg β-1/T 作图,同理求得表观活化能E ,截距求得指前因子A .所得线性拟合曲线如图4所示,所得对应的活化能及相关系数如表2所示.结果表明:对于FRL 法,平均表观活化能为125.0kJ ·mol -1,对于FWO 法,平均表观活化能为124.5kJ ·mol -1.因为水溶性封闭型异氰酸酯的解封闭过程所涉及到的所有相关反应都是可逆的,都伴随着副反应的发生;随着温度的升高,解封后重新生成的NCO 基团会发生二聚、三聚及脲基甲酸酯或缩二脲生成的反应等,这些生成的物质反过来又通过不同的动力学历程进行热分解[20],从而导致E 随着转化率的不同出现波动,但总体保持稳定.2.3最概然机理函数的确定Zhang 等[21]在等转化率和变异等转化率的基础上提出了一种新的热分析动力学数据处理方法———双等双步法,该法的优点是活化能与机理函数分别求得.将FWO 方程(式(2))改写为lg G (α)=lg AE%&-2.315-0.4567E RT-lg β(3)将不同TGA 曲线上同一温度处的α值和表3中的15种不同的机理函数G (α)[22]以及不同的升温速率代入方程(3)中,以lg G (α)-lg β进行线性拟合,得到不同温度下直线斜率b ,截距a 和直线的线性相关系数r .若r 较好,b 接近-1,则对应的G (α)就是最概然机理函数.对15种机理函数(表3)进行计算,所得斜率b 与相关系数r 如表4所示.根据双等双步法及表4可知,解封阶段符合Jander 方程[23,24],最概然机理为三维扩散,球形对称,三维(3D),减速形α-t 曲线,其机理函数为:f (α)=3/2(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]-1,G (α)=[1-(1-α)1/3]2.图4FRL 法(a)和FWO 法(b)所得拟合曲线Fig.4The fitting curves based on the FRL (a)andFWO (b)methodsα:transformation amount表2FRL 法和FWO 法求取活化能(E )Table 2Activation energies (E )based on the FRLand FWO methodsαFRL equationFWO equationE /(kJ ·mol -1)r E /(kJ ·mol -1)r 0.10129.80.9990131.00.99840.20130.60.9999127.60.99950.30137.40.9978125.60.99840.40130.80.9956124.80.99960.50112.00.9976121.40.99500.60106.10.9975116.80.99600.70118.80.9984117.80.99820.80130.10.9994124.80.99920.90129.00.9996130.90.99992183Acta Phys.-Chim.Sin.,2009Vol.252.4动力学参数的判断根据FWO 方程得到相关指前因子,由(4)式所示的Crane 方程式[25]可以求得反应级数n ,所得结果如表5所示.dln βp =-E -2T p (4)当E /nR >>2T p 时,(4)式可简化为dln βd(1/T p )=-E nR(5)以ln β对1/T p 作图,可得一条直线,将E 、T p 代入即可求得反应级数n [26].根据表5可知,计算得到反应级数n 的范围不是整数,说明反应机理复杂,这一情况与可能发生几种自聚反应的复杂情况相符合.3结论采用TGA 法研究了不同升温速率下的水溶性封闭型异氰酸酯的热分解过程,应用Friedman -Reich -Levi(微分法)和Flynn -Wall -Ozawa(积分法)对解封阶段进行分析,得到相应的动力学数据E 、ln A 、r 等,并进一步得到相应的表观机理函数.解封阶段符合Jander 方程,其机理函数为:f (α)=3/2(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]-1,G (α)=[1-(1-α)1/3]2,解封阶段的表观活化能总体保持稳定,所以通过此方法计算的活化能较为准确[27].对于FRL 法,平均表观活化能为125.0kJ ·mol -1,对于FWO 法,平均表观活化能为表5FWO 法所得指前因子A 及反应级数n Table 5Pre -exponential factor (A )and reactionorder (n )based on the FWO methodb :linear slope,r :linear correlation coefficient;functions 1-15refer tothose functions listed in Table 3.表3常用热分解动力学机理函数Table 3Classification of kinetic mechanisms of thermal decompositionNo.Function Reaction modelf (α)G (α)1mampel power law n =1/44α3/4α1/42mampel power law n =1/33α2/3α1/33mampel power law n =1/22α1/2α1/24mampel power law phase boundary reaction(one -dimensional),R 1,n =11α5parabola law one -dimensional diffusion 1/(2α)α26Valensi two -dimensional diffusion [-ln(1-α)]-1α+(1-α)ln(1-α)7Jander three -dimensional diffusion3/2(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]-1[1-(1-α)1/3]28Avrami -Erofeev random nucleation and later growth,n =1/2,m =22(1-α)[-ln(1-α)]1/2[-ln(1-α)]1/29Avrami -Erofeev random nucleation and later growth,n =1/3,m =33(1-α)[-ln(1-α)]2/3[-ln(1-α)]1/310Avrami -Erofeev random nucleation and later growth,n =1/4,m =44(1-α)[-ln(1-α)]3/4[-ln(1-α)]1/411phase boundary reaction contraction cylinder 2(1-α)1/21-(1-α)1/212phase boundary reaction contraction sphere3(1-α)2/31-(1-α)1/313Jander two -dimensional diffusion,2D,n =1/24(1-α)1/2[1-(1-α)1/2]1/2[1-(1-α)1/2]1/214Jander two -dimensional diffusion,2D,n =2(1-α)1/2[1-(1-α)1/2]-1[1-(1-α)1/2]215Janderthree -dimensional diffusion,3D,n =1/26(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2[1-(1-α)1/3]1/2f (α):differential form;G (α):integral form;n ,m :the power index of kinetic mechanism function表4双等双步法计算的相关参数Table 4Relevant parameters based on the doubleequal -double step methodFunctionb r 1-0.08590.95702-0.11450.95703-0.17170.95704-0.34350.95705-0.68700.95706-0.81320.96347-0.97540.97018-0.28760.97519-0.19170.975110-0.14380.975111-0.44790.967212-0.48770.970113-0.22400.967214-0.89590.967215-0.24390.9701αln(A /s -1)n 0.1039.70.8800.2039.50.8570.3039.30.8440.4039.40.8390.5038.70.8160.6037.40.7850.7037.60.7920.8039.40.8390.9040.70.8802184No.11王晓文等：水溶性封闭异氰酸酯单体的解封动力学124.5kJ·mol-1.References1Wicks,D.A.;Wicks Jr.,.Coat.,1999,36:1482Ubaghs,L.;Keul,H.;H觟cker,H.Polymer,2005,46:14593Kim,D.H.;Park,K.Y.;Kim,J.Y.;Suh,K.D.J.Macromol.Sci.A,2000,37:7074Sankar,G.;Nasar,A.S.Eur.Polym.J.,2009,45:9115Subramani,S.;Cheong,I.W.;Kim,.Coat.,2004, 51:3296Yeganeh,H.;Jamshidi,S.;Talemi,P.H.Eur.Polym.J.,2006,42: 17437Wicks,D.A.;Wicks Jr.,.Coat.,2001,41:18Li,S.X.;Liu,Y.J.Polyurethane adhesives.Beijing:Chemical Industry Press,1998:123-185[李绍雄,刘益军.聚氨酯胶粘剂.北京:化工出版社,1998:123-185]9Welsh,E.R.;Schauer,C.L.;Qadri,S.R.;Price,R.R.Biomacromolecules,2002,3:137010Sankar,G.;Nasar,A.S.J.Polym.Sci.Pol.Chem.,2007,45:1557 11Buch,X.;Shanahan,M.E.R.Polymer Degradation and Stability, 2000,68:40312Engbert,T.;Konig,E.;Jurgens,E.Farbe und Lack,1996,102:51 13Wang,S.X.;Zhao,Z.;Tan,Z.C.;Li,Y.S.;Tong,B.;Shi,Q.;Li, Y.Acta 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封端异氰酸酯化学

1.9 其它的封闭剂据报道,N -苯甲氧基丙烯酰胺封闭的MDI较MEKO(甲乙酮肟)封闭的MDI有高得多的分解速率;有研究者合成了一种新的具有两个官能团的液体封闭剂FEMA ,并就其与异氰酸酯的加合物的封端解封反应动力学进行了研究;用异羟肟酸酯作为封闭剂的研究也有报道。

另外,无机酸类,如KHSO3、NaHSO3、HCL和HCN等也被用作封闭剂。

其中对NaHSO3研究得比较多,其封闭加合物解封温度较低,在低pH值时较稳定。

据报道,在含水乙醇中,pH = 2 - 3 (用过量的过氧化氢来控制最佳的pH值和稳定性)时,NaHSO3封闭的异氰酸酯的稳定性最好。

有机酸类,如乙醇酸、丙基乙酸和异丙基乙醇酸等也可以作为封闭剂。

1.10 异氰酸酯自身封端-二聚体异氰酸酯的自缩合物在一定程度上对异氰酸酯起到了自我封闭、自我保护的作用。

它本身很稳定,在常温下不与水、醇和胺等作用,不过在高温下,能与醇生成稳定的氨酯键。

芳香族异氰酸酯在催化剂如三烷基膦存在时很容易自聚为二聚体,脂肪族的则不能。

另外,由于异氰酸酯的自缩合物不会降解产生挥发性封闭剂基团而受到关注。

据报道,2 ,4 -甲苯二异氰酸酯的二聚体的解封温度是150℃,在没有催化剂存在下,TDI、IPDI和HDI二聚体的解封温度分别为150℃、160℃、200℃。

1.11 微胶囊技术这种技术主要制得异氰酸酯的微粒分散体,这种材料表面已经发生反应,使其在贮存温度下不会溶解在余下的介质中。

为了实现在水中制得一种具有良好颗粒大小的异氰酸酯分散体,一种方法就是将其表面反应以形成一种脲基表面。

此外,也有许多其它方法可用于制备这种微粒。

2 溶剂在封闭反应中,溶剂的选择很重要。

一方面,溶剂的极性对反应有明显的影响;另一方面,没有溶剂时,反应物的粘度很大,搅拌困难。

而且,无溶剂时反应的浓度过高,尤其是在强碱性催化剂存在时会发生二聚、三聚反应。

此外,溶剂用量对反应速率也有影响。

2.1具有潜在氢键的溶剂会影响反应速率众所周知,异氰酸酯与醇类和酚类在氢键接受能力弱的溶剂中反应速率较氢键接受能力强的快两个数量级。

封端异氰酸酯原理

封端异氰酸酯原理封端异氰酸酯是一种重要的有机合成中间体，常用于制备聚氨酯等高分子材料。

它的合成原理是通过脱水缩合反应将异氰酸酯与醇类反应生成酯键。

我们需要了解异氰酸酯的结构和性质。

异氰酸酯是一类含有异氰基的有机化合物，常见的有苯基异氰酸酯、甲基异氰酸酯等。

异氰酸酯分子中的氰基（-N=C=O）具有高度电负性，使得异氰酸酯具有较高的反应活性。

接下来，我们来了解一下醇类化合物。

醇类是一类含有羟基（-OH）的有机化合物，常见的有甲醇、乙醇等。

醇类分子中的羟基具有强碱性，可以与异氰酸酯中的氰基发生缩合反应。

在封端异氰酸酯的合成过程中，通常选择一种特定的醇类和异氰酸酯进行反应。

反应条件一般是在室温下进行，无需加热。

首先将异氰酸酯和醇类按一定的摩尔比例混合，然后搅拌一定时间，使两者充分反应。

反应过程中，氰基与羟基发生缩合反应，生成酯键，同时释放出一分子水。

封端异氰酸酯的合成反应如下所示：R-N=C=O + HO-R' → R-NH-CO-O-R' + H2O其中，R和R'代表有机基团，可以是脂肪基、芳香基等。

封端异氰酸酯的合成反应是一个比较简单的有机合成反应，但具有重要的应用价值。

通过选择不同的异氰酸酯和醇类，可以合成出具有多种不同结构和性质的聚氨酯材料。

聚氨酯具有良好的物理性质和化学稳定性，广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。

封端异氰酸酯的合成原理以及其在聚氨酯合成中的应用，为有机合成化学领域的研究提供了重要的理论基础和实践指导。

通过深入研究封端异氰酸酯的合成机理和反应条件的优化，可以进一步提高合成效率和产物质量，推动聚氨酯等高分子材料的发展。

封闭型异氰酸酯固化剂结构式

封闭型异氰酸酯固化剂结构式
R-N=C=O
其中，R代表一个有机基团，可以是烷基、芳香基或者其他有机基团，例如甲基、乙基、苯基等。

异氰酸酯固化剂通常是通过异氰酸酯与其他有
机化合物（如聚醇、胺化合物等）反应而成的。

R-N=C=O+R'-OH→R-N(C=O)O-R'+H2O
其中，R-N=C=O代表异氰酸酯基团，R'-OH代表反应的有机化合物。

通过这种反应，可以将异氰酸酯的两个端基进行封闭，形成一个环状的结构。

封闭型异氰酸酯固化剂的封闭端基可以对固化剂的性能产生显著影响。

例如，酮基封闭端基可以提高固化物的耐热性和耐溶剂性；酯基封闭端基
可以提高固化物的耐湿性和耐化学品性；醚基封闭端基可以提高固化物的
柔韧性和抗冲击性。

此外，封闭型异氰酸酯固化剂可以根据不同的反应机理进行分类。

常
见的反应机理包括加成反应、聚合反应和缩合反应。

加成反应是指异氰酸
酯与其他有机化合物直接发生加成反应，形成固化产物。

聚合反应是指异
氰酸酯通过开环聚合反应形成聚合体，再通过另一种反应与其他化合物发
生加成反应，形成固化产物。

缩合反应是指异氰酸酯通过自身或与其他有
机化合物反应，形成固化产物。

总结起来，封闭型异氰酸酯固化剂是一类具有多样化结构的化合物，
其结构式可以用R-N=C=O表示，R代表有机基团。

封闭型异氰酸酯固化剂
的封闭端基可以通过不同的反应方式进行调控，从而影响固化物的性能。

根据反应机理的不同，封闭型异氰酸酯固化剂可以分为加成反应、聚合反应和缩合反应。