聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究
聚醚和二异氰酸酯反应之研究
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异氰酸酯与聚醚多元醇反应动力学研究
![异氰酸酯与聚醚多元醇反应动力学研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a53cf27f302b3169a45177232f60ddccdb38e65a.png)
异氰酸酯与聚醚多元醇反应动力学研究
钟毅;周月昌;廖青
【期刊名称】《北京服装学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2001(021)002
【摘要】用基团分析方法对二异氰酸酯聚乙二醇体系的聚合反应动力学进行了研究,探讨了反应物结构、催化剂用量及温度对反应速度的影响.结果表明:异氰酸酯和聚乙二醇的聚合反应为二级基元反应;不同结构的反应底物,其反应速率常数不同,其中TDI反应速率常数大于HDI;催化剂用量和温度与反应速率常数成正比.
【总页数】5页(P8-12)
【作者】钟毅;周月昌;廖青
【作者单位】北京服装学院材料工程系,北京,100029;北京服装学院材料工程系,北京,100029;北京服装学院材料工程系,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】O643.1;O643.12
【相关文献】
1.端异氰酸酯聚醚增韧环氧树脂固化动力学研究 [J], 王庭慰;陈瑞珠;赵刚
2.异氰脲酸-苯酐基聚醚酯多元醇的合成及表征 [J], 周冬杰;顾尧
3.异氰脲酸聚醚多元醇的合成 [J], 周冬杰;王娜;顾尧
4.聚醚多元醇大分子单体与苯乙烯/丙烯腈共聚合反应动力学研究 [J], 王俊卿;苏致兴
5.万华计划扩大异氰酸酯和聚醚多元醇的产能 [J], ;
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新型异氰酸酯基硅烷封端聚醚的研制
![新型异氰酸酯基硅烷封端聚醚的研制](https://img.taocdn.com/s3/m/f2bd58dfbd64783e08122b10.png)
20'/min,测试温度范围30〜800';透光率:
光 有限 的WCT-S透光率测
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膜的透光率,薄膜度为1 mm;
邵尔A/C硬度:将硅烷封端聚醴放入模具中,
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2结果与讨论
2. 1红外光谱表征 以不同牌号的PPG为原料,
关键词:异氯酸酯,硅烷,改性,聚“
中图分类号:TQ264. 1:7 文献标识码:A doi:10. 11941/j. issn. 1009 -4369. 2019. 06. 005
目前,密封材料的应用已经渗透到国民经济 各领域,胶接、机械嵌接、焊接成为联结不同构 件或基材的三大技术%然而,现有密封材料普遍 存在两大问题:一方面,由于基料黏度高,为方 便施工将使用大量挥发性强的有机溶剂作稀释剂 来降低黏度,这些溶剂不仅危害人们的身体健 康,而且还会破坏大气的臭氧层;另一方面,由 于基料固化慢,通常需采用有机金属类化合物作 催化剂以缩短其固化时间,该类催化剂不仅有剧 毒,而且还会对海洋生物产生不良影响。通过合 成新型硅烷改性聚瞇并制备一种低黏、快速固化 的硅烷封端聚醞密封胶可解决上述问题,并满足 高性能密封胶的应用需求[1]%
八烷为催化剂,通过原位缩合/加成反应制得硅烷封端聚“密封材料。探讨了主链聚“摩尔质量对新型硅
烷封端聚“性能的影响,通过傅里叶红外光谱对产物进行了结构分析,并表征了产物黏度、表干时间、流
变特性、热稳定性、透光率及硬度。结果表明:新型异氯酸酯基硅烷封端聚“密封材料具有优异透光率、 低黏度、快速固化等性能。
维持厚度在1 mm左右,每隔30 min用洁净玻璃
棒轻触胶 的4个同部位,重复
异氰酸酯和端羟基聚醚二元醇反应速率的数学模型及其MATLAB模拟
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Re ci n Ra e o io y n t n le h r Gl c l a to t fDis c a a e a d Poy t e y o
Ya g Ch nh i n u a ,He W ed n i o g,Xi e x n e W n i
( hmcl n i e n eatet aj gU i rt c ne n ehooy 20 9 C e i gn r gDp r n N ni n e i o i c dTcnl , 10 4) aE ei m n v sy fS e a g
杨春 海 , 卫 东, 文心 ( 何 谢 南京理 工 大学化 工 学院 ,10 4 209 )
摘 要: 通过对异氰酸酯和端羟基聚醚二元醇反应机理 的探讨 , 分析 了影响 反应速率 的各个 主要 因素 , 建立 了反
应速率 与各 因素之 问的数学模 型 , 对模型进行 了解释和 MA L T AB模拟 , 对模 型特征进 行了进一 步的直观化描述。 关键词 : 异氰酸酯 ; 羟基 聚醚 二元 醇 ; 端 反应速率 ; 数学模 型 ; T A MA L B模拟
中 图分 类 号 :Q6 0 7 T 3 . 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 5 4 1 ( 06 0 0 3 0 0 3- 3 2 2 0 )5- 0 6— 3 2
Th sg d a d i ul t d b ATLAB fM a h m a i o lf r e De i ne n S m a e y M o t e tc M de o
0 引 言
聚 氨 酯 工 业 凭 借 其 独 特 的 优 势 在 国 民 经 济 中 的 地 位 越 来
2 异 氰酸酯 与端 羟基聚醚 二元醇 的反应速 率
封端异氰酸酯原理
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封端异氰酸酯原理封端异氰酸酯(Isocyanate-terminated Prepolymer, ITPI)是一种常用的聚合物材料,具有广泛的应用领域。
本文将介绍封端异氰酸酯的原理及其在工业中的应用。
封端异氰酸酯是一种含有异氰酸酯官能团的预聚合物。
其制备过程通常是将多元醇与异氰酸酯单体反应,形成带有异氰酸酯官能团的长链分子。
这种预聚合物的特点是其末端的官能团是异氰酸酯基团(NCO),因此得名封端异氰酸酯。
封端异氰酸酯的制备过程中,多元醇是一种常用的原料。
多元醇可以是一种或多种含有多个羟基官能团的化合物,例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯醇等。
异氰酸酯单体则是一种含有异氰酸酯官能团的化合物,常见的异氰酸酯单体有二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚氨酯异氰酸酯(PAPI)等。
多元醇与异氰酸酯单体反应时,异氰酸酯官能团与羟基官能团发生反应,形成封端异氰酸酯预聚合物。
封端异氰酸酯预聚合物的形成是通过异氰酸酯与羟基官能团的缩聚反应实现的。
在反应过程中,异氰酸酯官能团与羟基官能团发生加成反应,形成封端异氰酸酯的酯键。
反应的条件包括温度、反应时间、催化剂等,这些条件的选择会影响预聚合物的分子量、官能团的密度以及物理性质等。
封端异氰酸酯预聚合物具有多种优异的性能,因此在工业中有广泛的应用。
首先,封端异氰酸酯具有优异的耐热性和耐候性,可以在宽温度范围内保持稳定的性能。
其次,封端异氰酸酯具有良好的粘接性和附着性,可以用于粘接、涂覆和涂层等应用。
此外,封端异氰酸酯还具有良好的机械性能和化学稳定性,可以用于制备弹性体、密封材料、涂料和胶粘剂等。
在工业中,封端异氰酸酯广泛应用于汽车制造、建筑、电子、航空航天等领域。
例如,在汽车制造中,封端异氰酸酯可以用于制备汽车涂层和密封材料,提供良好的耐候性和抗腐蚀性。
在建筑领域,封端异氰酸酯可以用于制备建筑密封材料和弹性体,具有优异的耐久性和抗水性。
在电子行业,封端异氰酸酯可以用于制备电子封装材料和粘接剂,具有良好的导热性和电绝缘性。
异氰酸酯封闭及其解封闭反应的研究
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异氰酸酯封闭及其解封闭反应的研究熊万斌刘仁刘晓亚( 江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214036)摘要:考察了反应温度、溶剂、反应时间及不同封闭剂对异氰酸酯封闭反应的影响。
同时对封闭型异氰酸酯的解封闭行为进行了研究,并得到了具有较低解封温度的异氰酸酯封闭产物。
关键词:封闭型异氰酸酯;封闭;解封闭;苯酚0 引言封闭型异氰酸酯是指— NCO 基团被一种不能在较低温度下进行脱封反应的封闭剂封闭的化合物。
这种封闭反应在一定条件下是一可逆反应,在实际应用时主要分为 3 个方面:第一,封闭型异氰酸酯的预聚体,可作为主要成膜物之一,并可与其他成膜物交联;第二,把封闭型异氰酸酯基团引入到其他树脂中,直接作为成膜物,并可交联;第三,封闭型异氰酸酯作为成膜树脂的交联固化剂或其他助剂。
在最近的 20 年里,对封闭型异氰酸酯的使用急剧增加。
封闭型异氰酸酯在单组分涂料中得到广泛的应用,如用封闭异氰酸酯制成的电绝缘漆具有良好的电绝缘性、耐水性、耐溶剂性以及良好的机械性能;封闭型异氰酸酯还在粉末涂料中有重要的应用价值,一些新的封闭剂已经商品化并且开发了一些新的用途;封闭型异氰酸酯应用于粘合剂中可增加其稳定性与储存期,它主要应用于合成纤维织物与橡胶的粘接。
另外,封闭异氰酸酯还广泛应用于水性涂料中,包括水溶性涂料、水分散性涂料和水性固化剂等。
总之,封闭异氰酸酯的应用愈来愈广泛。
因此,研究反应温度、溶剂、反应时间等对封闭反应的影响以及不同封闭剂结构及催化剂含量对解封温度的影响都很有实际意义。
1 实验部分1 . 1 原材料环己酮,丁酮,二甲苯,乙二醇丁醚,异辛醇及苯酚,均为分析纯,中国医药集团上海化学试剂公司;甲苯二异氰酸酯 (TDI) 、二月桂酸二丁基锡,工业级,无锡惠利树脂厂;对氯苯酚,工业级,海门市宝龙化工有限公司。
1 .2 封闭反应在 250 mL 四口烧瓶中加入 TDI 和溶剂,在 45 ℃下滴人封闭剂, NCO / OH 为 1 : 1 . 1 , 2 h 滴完,恒温 0 . 5 h 后缓慢升温至一定温度下反应,直至红外检测发现异氰酸根消失,结束反应。
TDI预聚体封闭与解封闭反应研究
![TDI预聚体封闭与解封闭反应研究](https://img.taocdn.com/s3/m/6418762f647d27284b73519d.png)
体摩尔比对异氰酸酯封闭反应的影响, 同时利 用 DSC 法对封闭型异氰酸酯的解封闭进行研究, 并得到具 有较低解封 闭温度的
异氰酸酯封闭产物。
关键词: 异氰酸酯; 亚硫酸氢钠; 封闭; 解封闭温度; DSC
中图分类号:TQ 3141269
文献标识码: A
文章编号: 1001- 0017( 2006) 02- 0067- 04
前言
封闭异氰酸酯( blocked isocyanates) 是指 - NCO 基团被一种不能在较低温度下进行解封反应的封闭 剂封闭的化合物。这种化合物在室温下不发生聚合 反应, 但在高温下 ) NCO 基团再重新生成并与含活 泼氢的化合物发生置换反应[ 1] 。在最近的 20 年里, 对封闭型异氰酸酯的使用急剧增加。封闭型异氰酸 酯在单组分涂料中得到广泛的应用, 如用封闭异氰 酸酯制成的电绝缘漆具有良好的电绝缘性、耐水性、 耐溶剂性以及良好的机械性能; 封闭型异氰酸酯还 在粉末涂料上有重要的应用价值, 一些新的封闭剂 已经商品化并且开发了一些新的用途; 封闭型异氰 酸酯应用于胶黏剂中可增加胶接强度以及减少有害 气体的释放。另外, 封闭异氰酸酯还广泛应用于水 性聚氨酯中, 它具有成膜温度低和膜性能好的特点。 总之, 封闭异氰酸酯的应用愈来愈广泛, 它正逐渐由 溶剂型向水溶液型过渡。
11212 封闭率的测定[ 3]
取 415~ 5 g 样品, 用异丙醇和水的混合溶液( 18
ml 水+ 30 ml 异丙醇) 溶解后, 立即 用碘液进 行标
定, 在近终点时加入 3 ml 1% 的淀粉指示剂, 滴定至
浅黄色, 记 录 滴定 体积 V1。加入 10 ml 715 M 的 NaOH 水溶液, 10 min 后加入 1 滴 1% 酚酞指示 剂,
封端异氰酸酯原理
![封端异氰酸酯原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6135e9860408763231126edb6f1aff00bed5709b.png)
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。
聚醚多元醇合成封端型水性聚氨酯乳液
![聚醚多元醇合成封端型水性聚氨酯乳液](https://img.taocdn.com/s3/m/90c1a3cbc5da50e2534d7f68.png)
聚醚多元醇合成封端型水性聚氨酯乳液以聚醚三元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)为基本原料,异丙醇为稀释剂,亚硫酸氢钠为封端剂制得水性聚氨酯。
分析并讨论预聚温度和时间、R值、封端剂用量、封端温度及时间等因素对水性聚氨酯性能的影响。
标签:多元醇;封端;水性聚氨酯乳液(WPU)WPU在纺织品染色、印花、后整理,无纺布涂层整理、防水透湿等方面应用广泛。
WPU不但保留了传统溶剂型聚氨酯的优良性能,还具有无毒、不燃、不污染环境及节约能源等优点[1]。
在纺织和印染助剂方面,经常用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等,可提高其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。
本文采用聚醚三元醇与TDI合成封端型WPU交联剂,合成方法简单,成本低廉。
探讨了各因素对WPU性能的影响。
1 实验部分1.1 原料及仪器甲苯二异氰酸酯(TDI),工业级,陕西天欣海绵制品有限公司;聚醚330,分析纯,杭州久灵化工有限公司;异丙醇、盐酸,化学纯,陕西华星实验科技有限公司;亚硫酸氢钠,化学纯,天津市福晨化学试剂厂;二正丁胺,化学纯,天津市红岩化学试剂厂;溴甲酚绿、甲基红,分析纯,陕西华星实验科技有限公司。
精密增力电动搅拌器,JJ-1,上海帅登有限公司;条纹型电热套,MH-500,北京科伟有限公司;红外光谱仪,5700,日本株式会社;及一般实验室设备。
1.2 封端型水性聚氨酯的制备在装有温度计和真空塞的三口烧瓶中投入称量好的聚醚330,在真空条件,温度120~140℃脱水2 h。
将脱水后的聚醚330自然冷却到60℃左右,将计量好的TDI滴加入三口烧瓶中,缓慢升温至70℃,保温预聚2 h。
反应结束后用冰水降温至0~5℃,加入计量的溶剂异丙醇、封端剂NaHSO3并不断搅拌反应40 min。
最后加水强力搅拌乳化1 h,得到封端型水性聚氨酯。
1.3 性能测试(1)-NCO基含量准确称取2 g左右预聚体置于锥形瓶内,加入10 mL无水甲苯溶解样品(难溶时稍稍加热),然后加入10 mL、1 mol/L的甲苯-二正丁胺溶液,充分震荡后静置20 min,以溴甲酚绿作为指示剂,用0.5 mol/L的盐酸标定,溶液由蓝色变为黄绿色视为终点。
聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究
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聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究王文清(武汉工业学院化学与环境工程系,湖北武汉430023)摘 要:以聚醚二元醇和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI )为原料合成预聚体,分别以丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟和硝基甲烷作为封闭剂,制备了二苯甲烷二异氰酸酯固化剂。
用于阴极电泳涂料,以降低固化温度。
利用化学滴定、红外光谱和热重分析(T G )等分析手段对预聚体和异氰酸酯固化剂进行了表征和分析。
实验结果表明解封反应时间及解封温度与封闭剂种类有关,甲乙酮肟封闭的异氰酸酯固化剂的解封温度最低,为130℃,解封时间为20min 。
关键词:聚醚二元醇;MDI ;预聚体;封闭剂;甲乙酮肟中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:036726358(2008)072412203St udy on t he Blocking of Polyet herglycols and IsocyanateWAN G Wen 2qing(Depart ment of Chemical and Envi ronmental Engineering ,W uhan Pol ytechnic Universit y ,H ubei W uhan 430023,China )Abstract :Prepolymers were synt hesized f rom polyet her diol and MDI.Acetone oxime ,met hyl et hyl ketoxime ,dimet hylglyoxime and nit romet hane were used as blocking agent to prepare MDI curing agent s ,which can be used for cat hodic elect rop horetic coatings to reduce curing temperat ure.The st ruct ures of p repolymers and isocyanate curing agent s were characterized by chem 2tit rimet ry ,IR spect roscopy and T G.The result s showed t hat t he deblocking time and deblocking temperat ure depeaded on t he blocking agent.Deblocking temperat ure of MDI curing agent wit h met hyl et hyl ketoxime as blocking agent was t he lowest.It deblocked at 130℃after 20min.K ey w ords :polyet herglycols ;MDI ;prepolymers ;blocking agent ;met hyl et hyl ketoxime收稿日期:2007210223;修回日期:2007211212作者简介:王文清(1973~),女,硕士,讲师,主要从事阴极电泳涂料研究。
HTPE端羟基聚醚的合成与表征及其与异氰酸酯反应的研究
![HTPE端羟基聚醚的合成与表征及其与异氰酸酯反应的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/02e77d488f9951e79b89680203d8ce2f00666583.png)
HTPE端羟基聚醚的合成与表征及其与异氰酸酯反应的研究HTPE端羟基聚醚的合成与表征及其与异氰酸酯反应的研究摘要:本文主要研究了一种新型的端羟基聚醚(HTPE)的合成与表征,以及其与异氰酸酯反应的研究。
采用溶剂法合成了HTPE,并对其结构进行了表征。
通过TGA和DSC测试分析了HTPE的热性能,结果表明HTPE具有较好的热稳定性和熔点范围。
然后,将HTPE与异氰酸酯进行反应,研究了反应条件对反应产物的影响。
结果表明,反应温度、反应时间和催化剂的种类都对反应产物有一定的影响。
关键词:HTPE,端羟基聚醚,异氰酸酯反应,热性能引言:端羟基聚醚(HTPE)是一种重要的高分子材料,具有许多优良的性能,如耐高温、耐腐蚀、阻燃等。
因此,HTPE 在航天、电子、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探究 HTPE的合成、表征及其与异氰酸酯反应的研究,为进一步开发和应用该材料提供参考。
1. HTPE的合成与表征1.1 合成方法本文采用溶剂法合成HTPE。
首先,在反应容器中加入适量的聚醚原料,并加入催化剂。
然后,在氮气保护下,将容器加热至反应温度,保持一段时间后,反应结束。
最后,用乙酸乙酯洗涤产物,离心干燥得到白色粉末状HTPE。
1.2 结构表征利用红外光谱仪(FT-IR)对合成的HTPE进行表征。
结果显示,HTPE的红外光谱图谱中出现了特征的吸收峰,证明了端羟基聚醚的存在。
此外,通过核磁共振波谱仪(NMR)对HTPE进行进一步分析,结果显示了HTPE的结构特征。
2. HTPE的热性能分析为评估HTPE的热稳定性和熔点范围,利用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)测试了其热性能。
2.1 TGA分析将HTPE样品放置在TGA仪器中,以不同的升温速率进行加热,记录样品的质量和温度变化。
图表显示,HTPE在高温下有良好的热稳定性,热分解温度较高,同时热重残留率达到较高的水平。
2.2 DSC分析采用DSC对HTPE的熔点范围进行测试。
异氰酸酯封端多元聚醚改性有机硅的制备及应用研究
![异氰酸酯封端多元聚醚改性有机硅的制备及应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/f516a03c78563c1ec5da50e2524de518964bd3b2.png)
异氰酸酯封端多元聚醚改性有机硅的制备及应用研究
李惠龙;吴明华
【期刊名称】《印染助剂》
【年(卷),期】2022(39)10
【摘要】为提高真丝织物的抗皱性能和改善真丝织物的强力损伤,以端及侧链含氢硅油与烯丙基聚氧乙烯醚为原料,通过硅氢加成反应、异氰酸酯封端处理,合成具有热解封性能的异氰酸酯封端多元聚醚改性聚硅氧烷,并用于真丝织物抗皱整理。
研究含氢硅油和聚醚分子质量对整理织物性能的影响,探讨整理工艺因素对整理织物性能的影响,优化整理工艺条件,测定整理后织物的性能,并与市场常用抗皱整理剂进行比较。
结果表明:当聚硅氧烷分子质量为2150 g/mol、烯丙基聚氧乙烯醚分子质量为400 g/mol时,经优化工艺整理后,真丝织物的折皱回复角可达279°,断裂强力保留率和白度分别为90%和71.8。
与乙二醛、柠檬酸类整理剂相比,该整理剂具有较好的抗皱效果,整理的真丝织物强力损伤小,且白度基本不变,抗皱性、柔软性和光滑度良好。
【总页数】6页(P28-33)
【作者】李惠龙;吴明华
【作者单位】浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院);生态染整技术教育部工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TS195
【相关文献】
1.封端改性二聚脂肪酸二异氰酸酯的制备及其在织物整理中的应用
2.异氰酸酯基封端聚醚改性聚硅氧烷在真丝抗皱整理中的应用
3.新型异氰酸酯基硅烷封端聚醚的研制
4.基于不同封端剂改性的二异氰酸酯解封端特性研究
5.聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
催化剂对异氰酸酯反应活性的影响
![催化剂对异氰酸酯反应活性的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/83207eb271fe910ef12df87c.png)
催化剂对异氰酸酯反应活性的影响催化剂能降低反应活性能,使反应速率加快,缩短反应时间,控制副反应,因此在聚氨酯的制备中常常使用催化剂。
对催化剂的要求一般是:催化活性高、选择性强。
常用的催化剂为有机叔胺类及有...催化剂能降低反应活性能,使反应速率加快,缩短反应时间,控制副反应,因此在聚氨酯的制备中常常使用催化剂。
对催化剂的要求一般是:催化活性高、选择性强。
常用的催化剂为有机叔胺类及有机金属化合物。
聚氨酯合成中所采用的催化剂,都是既能催化与羟基的反应,也能催化与水的反应,但所有催化剂对这二个反应的催化活性各不相同。
一般,叔胺类催化剂对异氰酸酯与水的反应(即通常所说的“发泡反应”)的催化效率大于对异氰酸酯与羟基反应(即所谓所的“凝胶反应”)的催化效率,有机金属类催化剂对凝胶反应的催化效率更显著,即各催化剂都有其选择性。
异氰酸酯反应的催化机理一般认为,异氰酸酯与羟基化合物反应的催化机理是,异氰酸酯或羟基化合物先与催化剂生成不稳定的络合物,然后发生反应,生成聚氨酯。
但这种络合催化反应理论也有几种说法,至今还不是十分清楚。
一种公认的催化机理是基于异氰酸酯受亲核的催化剂进攻,生成中间络合物,再与羟基化合物反应。
如二异氰酸酯与二元醇的反应机理如下:另外,有人认为金属有机化合物的催化机理与叔胺类不同,是形成一种三元活化络合物。
有人提出羟基化合物与催化剂形成四节环活化络合物,再与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯。
叔胺催化剂酸碱性对反应活性的影响在聚氨酯制备反应中,一般很少用酸类催化剂,酸性催化剂(如苯甲酰氯、无机及有机酸)对氨基甲酸酯及脲基甲酸酯生成反应有较低的催化作用,但重要的是它们能抑制缩二脲的生成反应,因而抑制交联反应。
若聚醚中尚有微量碱(开环聚合用的KOH)未被除去,则与二异氰酸酯反应时,碱金属化合物会催化交联副反应,发生凝胶。
因而可加入酸中和,并且若酸稍过量,则抑制交联反应,可使预体能长期储存。
叔胺类催化剂对异氰酸酯与羟基化合物反应的影响,除了其碱性程度外,还有位阻效应等因素。
聚醚 异氰酸酯 反应
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聚醚异氰酸酯反应Polyethers and isocyanates are two important components in the production of polyurethanes, a widely used class of polymers. Polyethers are polymers containing ether linkages, while isocyanates are compounds with the -N=C=O functional group. When these two compounds react, they form polyurethanes, which possess excellent properties such as durability, flexibility, and resistance to abrasion.聚醚和异氰酸酯是生产聚氨酯这种广泛使用的高分子化合物的重要组成部分。
聚醚是含有醚键的聚合物,而异氰酸酯是具有-N=C=O官能团的化合物。
当这两种化合物发生反应时,它们会形成聚氨酯,这种材料具有出色的耐久性、柔韧性和耐磨性。
The reaction between polyethers and isocyanates is typically carried out in the presence of a catalyst, which helps to accelerate the process. As the reaction progresses, the isocyanate groups react with the hydroxyl groups in the polyether, forming urethane linkages. This process is known as urethane formation, and it is the key step in the production of polyurethanes.聚醚和异氰酸酯之间的反应通常在催化剂的存在下进行,这有助于加速反应过程。
封闭型异氰酸酯的反应机理与应用
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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。
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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。
二元异氰酸酯和二元醇预聚和扩链反应生成聚氨酯过程
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P22 韩博 顾继友 张彦华 朱丽滨 可乳化异氰酸酯稳定性的研究
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Study on stability of emulsifiable polyisocyanate 可乳化异氰酸酯稳定性的研究Han Bo a, Gu Jiyou b, Zhang Yanhua c, Zhu Libin dCollege of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin, China, 150040 *韩博a, 顾继友b, 张彦华c, 朱丽滨d东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨 150040Abstract: The prepolymer was hydrophilic modified polyisocyanate which contains portion of hydrophilic segments and teminal isocyanate groups was synthesized by reaction between various kinds of polyether polyols and polymeric methane diphenyl diisocyanate (PMDI). Effect of molar ratio of NCO and OH, different kinds of polyether polyols, concentration of emulsifier on properties of emulsions were investigated. The results showed that under the conditions of NCO/OH=40/1 and emusifier content of 3%, hydropathy of emusifiable polyisocyanate became better, and the polyisocyanate emulsions were satisfied. The pot life of the emulsions was more than 2 hours. The NCO% in the emulsions during 2 hours reached the highest concentration.Keywords: emulsifiable polyisocyanate; aqueous polyisocyanate; stability摘要:利用多种聚醚多元醇对多异氰酸酯(pMDI)进行亲水改性,制备含有大量亲水基团的可乳化异氰酸酯封端预聚体。
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聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究
聚醚二元醇与异氰酸酯封端反应的研究
王文清
(武汉工业学院化学与环境工程系,湖北武汉430023)摘要:以聚醚二元醇和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料合成预聚体,分别以丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟和硝基甲烷作为封闭剂,制备了二苯甲烷二异氰酸酯固化剂。
用于阴极电泳涂料,以降低固化温度。
利用化学滴定、红外光谱和热重分析(TG)等分析手段对预聚体和异氰酸酯固化剂进行了表征和分析。
实验结果表明解封反应时间及解封温度与封闭剂种类有关,甲乙酮肟封闭的异氰酸酯固化剂的解封温度最低,为130℃,解封时间为20 min。
关键词:聚醚二元醇;MDI;预聚体;封闭剂;甲乙酮肟
封闭型多异氰酸酯固化剂能在室温下保持异氰酸酯基团的封闭,而在适当的条件下又能解封释放出-NCO参与反应,与阳离子树脂中的羟基、羧基等发生反应交联固化成膜,在阴极电泳涂料中有广泛应用[1,2]。
阴极电泳涂料的烘烤温度范围一般在160~180℃,带有橡胶、塑料等的汽车零部件在高温烘烤容易变形所以在保持耐腐蚀等其它性能情况下,低温固化阴极电泳涂料应运而生。
开发低温固化阴极电泳涂料的技术关键是寻求新型的固化剂,开发低温固化交联剂,使树脂可以在较低温度下固化交联,但同时又要考虑在该温度下树脂的流平性[3]。
目前国外已开发出能在120℃解封的封闭型异氰酸酯固化剂[4]。
常见的封闭型异氰酸酯固化剂采用聚酯与甲苯二异氰酸酯(TDI)合成预聚体,再用酚类、酰胺类、活泼亚甲基类等作封闭剂[5]。
但解封温度较高,实际应用中有一定的困难[6]且固化后的漆膜柔性和溶解性不太理想,TDI毒性也较大。
因此需要开发毒性小,固化温度低的新型封闭型异氰酸酯固化剂。
本文采用柔性和溶解性好的聚醚二元醇与毒性小、性能较好的MDI[7]来合成预聚体,再用具有活泼氢的肟类及硝基甲烷作封闭剂合成封闭型多异氰酸酯,考察了不同封闭剂对封闭型异氰酸酯固化剂解封温度的影响,合成了解封温度较低的封闭型多异氰酸酯固化剂。
1实验部分
1.1主要原料
聚醚二元醇(相对分子质量2000)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)均为国产工业品,丁酮、丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟、硝基甲烷均为分析纯试剂。
1.2聚醚二元醇与MDI预聚体的合成
准确称取经过脱水处理的聚醚二元醇30g装入配有温度计、搅拌器、冷凝器、已加有7.5gMDI的250 mL的四口烧瓶中,加适量溶剂丁酮。
升温到80℃持续反应3.5 h,得到聚醚型异氰酸酯预聚体,为乳白色透明液体,该溶液作为封闭反应的原料。
1.3封闭型异氰酸酯固化剂的合成
称取25.01g自制的预聚体,加入装有温度计、搅拌器和冷凝器的250 mL的四口烧瓶中,按照封闭剂中活泼H与预聚体中-NCO的摩尔比为1.2(-NCO-与-OH基团摩尔比为1,实际操作时控制-OH过量20%左右,以确保-NCO基团被全部封闭),计算出要加入的封闭剂的量,以适量溶剂丁酮将其溶解后转入到50mL滴液漏斗中,在搅拌下滴加封闭剂,同时要控制体系温度不超过40℃,滴加速度为1 mL/min,滴加时问为20 min。
封闭剂滴加完毕后保温30 min,再升温到80℃持续反应时问3~4 h,得到封闭型异氰酸酯固化剂。
1.4分析与测试
1.4.1 -NCO含量测定
采用二正丁胺回滴法测定,选用无水甲苯作溶剂,溴甲酚绿作指示剂,盐酸标准溶液滴定分析反应体系中-NCO含量。
1.4.2 FTIR分析
聚醚二元醇与MDI合成的预聚体、预聚体的封闭及封闭型异氰酸酯的解封,用美国产Nicolet Co.330 FTIR型傅里叶变换红外光谱仪进行分析。
1.4.3热重分析
用德国产Netzsch公司SPA-409 PC进行分析。
2结果与讨论
2.1聚醚二元醇与MDI预聚体的制备
在聚醚二元醇与MDI预聚体的制备过程中,反应开始时-NCO含量为2.81%,由滴定分析取样物中-NCO值可知,反应前0.5 h-NCO含量下降很快,说明反应初期-NCO基团的反应速率很大。
随着反应的进行NCO基团的反应速率减慢,当反应进行到3.5 h时,-NCO值基本不变,其含量为1.39%,接近初始料中的一半,说明聚醚二元醇与MDI 反应基本完成。
图1是预聚体的红外光谱图。
由图1可知2270 cm-1
处的-NCO基团振动谱带比MDI中的谱带变弱变尖,对应的3300cm-1处出现了-NH基团的特征谱带与1730cm-1处出现了-NHCOO中-C=O 伸展特征谱带。
2.2预聚体的封闭
不同封闭剂对预聚体封闭完全所需时问不一样,当反应温度为80℃,封闭中的活泼H与预聚体中-NCO的摩尔比为1.2时,滴定分析了封闭反应中的-NCO含量,结果见表1。
对封闭后的产物进行了红外光谱分析,由红外光谱图知2270 cm-1处的-NCO基团的特征峰己消失,同时用苯胺丙酮法进行了检测也没有沉淀析出,表明-NCO基团已完全被封闭,从而获得了不同封闭剂对预聚体封闭完全的最佳反应时问。
丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟和硝基甲烷作封闭剂时封闭完全的最佳反应时问分别为2.5、3.5、2 h和3h。
上述封闭剂封闭的异氰酸酯固化剂在常温下很稳定。
表1不同封闭剂对预聚体封闭反应的影响
反应时间/h 2.0 2.5 3.0 3.5
丙酮肟作封闭剂已封闭的-NCO百分率/% 73.7 83.1 91.5 99.5
甲乙酮肟作封闭剂已封闭的-NCO百分率/% 74.9 85.7 92.4 99.8
丁二酮肟作封闭剂已封闭的-NCO百分率/% 99.6 99.6 99.7 99.7
硝基甲烷作封闭剂已封闭的-NCO百分率/% 91.8 95.4 99.8 99.8
2.3封闭型异氰酸酯固化剂解封温度的测定
将以丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟和硝基甲烷作封闭剂制得的固化剂作为标准样品,将不同的标准样品放入烘箱,用不同的设定温度和时问烘烤邸],将烘烤后的样品进行红外光谱测试,其中甲乙酮肟封闭的固化剂解封的红外光谱见图2(a)和(b)。
由图2可知样品在105℃下烘烤30min时,在2270cm-1附近出现了较弱的吸收峰,说明-NCO基团开始解封;样品在130℃下烘烤20min时,其红外光谱中出现了较强的-NCO基团特征峰,表明-NCO基团解封,不同固化剂的解封情况见表2.由表2可知,不同封闭剂封闭的异氰酸酯固化剂其解封温度有差别,甲乙酮肟作封闭及时,其解封温度较低,解封时间也较短。
图2 甲乙酮肟封闭的固化剂在105℃和130℃烘烤不同时间后的红外光谱
表2不同封闭剂对固化剂解封温度的影响
封闭剂初始解封温度/℃最佳解封温度/℃时间/min
丙酮肟 120 140 30
甲乙酮肟 105 130 20
丁二酮肟 140 150 25
硝基甲烷 160 170 30
封闭端异氰酸酯固化剂升高到一定温度,封闭剂小分子从大分子上脱落下来,产生失重,释放出-NCO基团。
将上述封闭剂封闭的异氰酸酯固化剂进行了热重分析见图3,由图3可知当温度达到130℃时,小分子断裂。
故甲乙酮肟封闭的固化剂的解封温度为130℃。
3 结论
(1)聚醚二元醇与MDI合成异氰酸酯预聚体需要3.5h。
(2)分别用不同的封闭剂合成了可用于阴极电泳涂料的二苯甲烷二异氰酸酯固化剂,合成反应时间的长短与封闭剂种类有关。
丙酮肟、甲乙酮肟、丁二酮肟和硝基甲烷作为封闭剂时,合成封闭型异氰酸酯固化剂的时间分别为3.5h、3.5h、2h和3h。
(3)红外光谱和TG显示,固化剂解封温度的高低和解封时间的长短因封闭剂种类不同而有差别,其中甲乙酮肟封闭的异氰酸酯固化剂的初始解封温度为105℃,最佳解封温度为130℃时,解封时间为
20min。