催化剂对异氰酸酯反应活性的影响
异氰酸酯水解机理
异氰酸酯水解机理一、引言异氰酸酯是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用领域，例如聚氨酯合成、涂料和胶粘剂等。
而异氰酸酯的水解反应是其在实际应用过程中不可忽视的重要反应之一。
本文将探讨异氰酸酯水解的机理。
二、异氰酸酯的水解反应异氰酸酯的水解反应是指在水存在的条件下，异氰酸酯分子发生断裂，生成对应的醇和氨。
水解反应可分为两步进行：首先是酯键的断裂，生成氧负离子；然后是负离子与水分子发生亲核加成反应，生成醇和氨。
三、酯键的断裂异氰酸酯分子中的酯键由于其极性较大，容易受到水分子的攻击而发生断裂。
水分子中的氧负离子通过亲电效应引发酯键的断裂。
在这个过程中，亲电性较高的氧负离子亲近酯键中的碳原子，使得碳-氮键断裂，形成氧负离子和碳正离子的中间体。
四、亲核加成反应在酯键断裂后，生成的氧负离子与水分子发生亲核加成反应。
水分子中的氧负离子亲近碳正离子，形成新的氧负离子和氨基阳离子。
氧负离子进一步负离子脱去一个负电荷，形成醇分子，而氨基阳离子则通过质子转移，脱去一个质子，形成氨分子。
五、反应示意图异氰酸酯水解的机理示意图如下：1. 异氰酸酯分子2. 酯键断裂，生成氧负离子和碳正离子的中间体3. 氧负离子与水分子发生亲核加成，生成醇分子4. 氨基阳离子通过质子转移，脱去一个质子，形成氨分子六、影响异氰酸酯水解的因素异氰酸酯水解反应受到多种因素的影响，包括温度、溶剂、催化剂等。
温度的升高可以促进水解反应的进行，因为高温下分子的活动性增加，反应速率加快。
溶剂的选择也会对反应产率和速率有一定的影响，不同溶剂对反应物的溶解度和反应速率有不同的影响。
催化剂可以提高反应的速率，降低反应的活化能。
七、应用与展望异氰酸酯水解反应在聚氨酯合成、涂料和胶粘剂等领域具有重要的应用价值。
研究异氰酸酯水解的机理有助于优化反应条件，提高产率和质量。
未来的研究可以进一步探索不同催化剂对异氰酸酯水解反应的影响，以及寻找更高效、环保的水解方法。
八、结论异氰酸酯水解是一种重要的有机反应，其机理包括酯键的断裂和亲核加成反应。
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。
异氰酸酯的制备
异氰酸酯的制备异氰酸酯是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。
它们常用于聚合物、涂料、胶粘剂、医药和农药等领域，具有良好的化学稳定性和反应活性。
本文将介绍异氰酸酯的制备方法及其应用。
一、异氰酸酯的制备方法1. 应用底物反应法异氰酸酯的制备方法之一是应用底物反应法。
底物一般选择脂肪醇或胺类化合物，如乙二醇、丙二醇、苯胺等。
将底物与过量的异氰酸酯反应，通过酯化反应生成异氰酸酯。
反应过程中需要催化剂的存在，常用的催化剂有二甲基苯胺等。
2. 溶剂中合成法溶剂中合成法是另一种常用的异氰酸酯制备方法。
在惰性溶剂中，将底物与异氰酸酯反应生成异氰酸酯。
溶剂的选择要根据底物的性质和反应条件进行合理选择。
反应过程中需要控制温度和反应时间，以提高反应效率和产率。
3. 反应条件优化在异氰酸酯的制备过程中，反应条件的优化对于提高产率和纯度至关重要。
温度、催化剂的选择和用量、反应时间等因素都会影响反应结果。
通过合理调整反应条件，可以提高产率和纯度，减少副反应的发生。
二、异氰酸酯的应用领域1. 聚合物制备异氰酸酯可以用于聚合物的制备。
通过与多元醇反应，可以得到聚氨酯材料。
聚氨酯具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。
2. 医药领域异氰酸酯可以用于医药领域的药物合成。
通过与胺类化合物反应，可以合成具有生物活性的药物分子。
异氰酸酯的反应活性和选择性使其成为药物合成的重要中间体。
3. 农药制备异氰酸酯也可以用于农药的制备。
通过与胺类化合物或酚类化合物反应，可以合成具有杀虫、除草等功能的农药。
异氰酸酯的高反应活性和化学稳定性使其成为农药合成的理想反应底物。
4. 其他应用领域除了上述应用领域之外，异氰酸酯还可以用于涂料、胶粘剂、染料等领域。
其反应活性和化学稳定性使其成为这些领域中的重要原料。
总结：异氰酸酯是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。
通过底物反应法和溶剂中合成法可以制备异氰酸酯，优化反应条件可以提高产率和纯度。
聚氨酯化学与工艺4化学
RNCO
RNCO
RNCO
在该特征基团中 N,C,O原子的电负性顺序为O>N>C
氧原子（O）电负性最大，是亲核中心， 可吸引含活性氢化合物分子上的氢原子而生 成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定， 重排成为氨基甲酸酯(若反应物为醇)成脲(若 反应物为胺)。
碳原子（C）电子云密度最低，呈较强的 正电性，为亲电中心，易受到亲核试剂的进 攻。
3,3’-二甲基二苯甲烷-4,4‘-二异氰酸酯
0.11 0.11 0.10
3、空间位阻效应
在芳香族二异氰酸酯分子中，假如两个－NCO 基团同时处在一个芳环上，那么其中的一个NCO基 对另一个NCO基反应活性的影响往往是比较显著的。
但是当两个NCO基分别处在同一分子中的不同芳 环上，或它们被烃链或芳环所隔开，这样它们之间 的相互影响就不大，而且随链烃长度的增加或芳环 数目的增加而减小。
CH3
CH2
27
10
CH2
[
CH2
]
6
1
0.5
CH3 NHCOOBu
k2
CH3 +BuOH
NCO
NCO
k4' + BuOH
CH3 NHCOOBu
NCO k4
+BuOH
CH3 NCO
NHCOOBu k2'
+BuOH
NHCOOBu
2,4-TDI中-NCO与-OH反应活性比较 (NCO:OH=1:1)
反应速度常数/(1mol/s)
若异氰酸酯与羟基的反应速度远大于 与脲基、胺基及氨基甲酸酯等的反应速度， 合成的产物基本为线型结构。
若异氰酸酯与脲基、氨基甲酸酯基的反 应速度接近或稍大于与羟基的反应速度， 则产物中的缩二脲键及脲基甲酸酯等交联 结构增加。
脂肪族聚异氰酸酯成分表
脂肪族聚异氰酸酯成分表脂肪族聚异氰酸酯是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、胶粘剂、泡沫材料等领域。
下面是脂肪族聚异氰酸酯的主要成分：1.异氰酸酯基团：o脂肪族异氰酸酯基团是脂肪族聚异氰酸酯的主要反应性基团，具有较高的反应活性和较快的反应速度。
2.脂肪族链段：o脂肪族链段是脂肪族聚异氰酸酯的主体部分，其长度和结构直接影响产品的性能和用途。
3.催化剂：o催化剂可以加速脂肪族聚异氰酸酯的反应速度，提高生产效率。
常用的催化剂包括金属化合物、有机碱等。
4.改性剂：o改性剂可以改善脂肪族聚异氰酸酯的性能，以满足不同应用领域的需求。
例如，加入扩链剂可以增加产品的硬度，加入柔顺剂可以增加产品的柔韧性等。
5.稳定剂：o稳定剂可以抑制脂肪族聚异氰酸酯在贮存和使用过程中的性能变化，保证产品质量稳定。
常用的稳定剂包括抗氧化剂、抗紫外剂等。
6.填充剂：o填充剂可以降低脂肪族聚异氰酸酯的成本，同时也可以改善产品的某些性能。
例如，加入填料可以增加产品的体积密度、硬度等。
7.反应抑制剂：o反应抑制剂可以抑制脂肪族聚异氰酸酯在贮存和使用过程中的副反应，保证产品质量稳定。
常用的反应抑制剂包括阻聚剂、抗氧剂等。
8.阻聚剂：o阻聚剂可以抑制脂肪族聚异氰酸酯在贮存和使用过程中的聚合反应，保证产品质量稳定。
常用的阻聚剂包括酚类化合物、胺类化合物等。
9.颜色调节剂：o颜色调节剂可以改变脂肪族聚异氰酸酯的颜色，以满足不同应用领域的需求。
常用的颜色调节剂包括颜料、染料等。
10.其他添加剂：o其他添加剂包括流平剂、消泡剂、润湿剂等，可以改善脂肪族聚异氰酸酯的加工性能和使用性能。
丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制
丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制标题：丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制的深入解析导言：丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制在有机化学领域中具有重要的地位。
本文将对这一反应机制进行深入解析，从基础概念出发，从简到繁地介绍其反应过程，并提供对这一机制的观点和理解。
一、丙烯酸酯和异氰酸酯的介绍1. 丙烯酸酯的结构和性质1.1 丙烯酸酯的化学结构1.2 丙烯酸酯的物理和化学性质2. 异氰酸酯的结构和性质2.1 异氰酸酯的化学结构2.2 异氰酸酯的物理和化学性质二、丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制的基础概念1. 亲核反应与亲电反应的理解2. 共轭体系对反应速率的影响3. 反应机理中的中间体和过渡态的角色三、丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制的简单模型1. 根据机理的相似性，参考高登反应机制2. 介绍该简单模型的反应过程2.1 加成反应的进行2.2 消除反应的发生2.3 反应过程中的中间体和过渡态四、丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制的详细解析1. 实际反应的条件与影响因素1.1 温度与反应速率的关系1.2 溶剂对反应性质的影响2. 反应机制的详细步骤2.1 亲核试剂的攻击2.2 中间体的生成与转化2.3 消除反应的进行3. 不同基团对反应机制的影响五、丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制的观点与理解1. 反应机制的灵活性与多样性2. 反应过程中的副产物与副反应3. 反应机制的应用领域与前景展望结论与总结：本文对丙烯酸酯和异氰酸酯反应机制进行了深入解析，在基础概念的引导下，从简到繁地介绍了该反应过程。
通过对反应条件、影响因素和具体反应步骤的讨论，我们对该反应机制有了更全面、深刻和灵活的理解。
这项反应机制在有机合成中具有重要的应用前景，值得进一步深入研究。
1. 温度与反应速率的关系随着温度的升高，丙烯酸酯和异氰酸酯反应的速率也会增加。
这是因为温度的升高能够提供反应参与物质的更高的动能，使它们更容易突破反应能垒，从而加速反应的进行。
较低温度下，反应速率较慢，需要较长的反应时间才能达到理想的产率。
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异氰酸酯是一种重要的有机化合物，广泛应用于合成高分子聚合物、药物、染料和农药等领域。
在合成异氰酸酯过程中，催化剂的选择和使用对反应的活性有着重要的影响。
本文将探讨催化剂对异氰酸酯反应活性的影响因素，并分析一些常用催化剂的应用情况。
其次，催化剂浓度对反应活性也有着明显的影响。
催化剂浓度过低时，催化剂活性中心的生成速率受限，导致反应速率变慢。
而当催化剂浓度过高时，活性中心之间的相互作用增加，可能导致副反应的发生，降低产率和选择性。
因此，在实际应用中需要找到一个合适的催化剂浓度来保证反应的高活性和高选择性。
最后，反应温度是影响异氰酸酯反应活性的重要因素之一、温度对反应速率的影响可以通过阿伦尼乌斯方程来描述，即速率常数(k)与温度(T)之间的关系。
一般来说，反应速率随温度的升高而增加，但过高的温度可能导致副反应的发生，降低选择性。
因此，在实际反应中需要选择一个适宜的反应温度来保证反应的高活性和高选择性。
在实际应用中，常用的催化剂包括亲核催化剂、路易斯催化剂和配体催化剂等。
亲核催化剂通过与罗氏碱进行过渡态酰胺的形成，促进反应进行。
路易斯催化剂则是通过与异氰酸酯底物形成配位键而进行催化。
配体催化剂是通过配体和金属离子之间的配位作用来激活金属离子，从而发挥催化活性。
总之，催化剂对异氰酸酯反应活性的影响是多方面的，包括催化剂类型、催化剂浓度和反应温度等。
选择合适的催化剂可以显著提高反应的活性和选择性，从而实现高产率、高收率的合成目标。
对催化剂的研究和开发将进一步推动异氰酸酯反应的应用和发展。
异氰酸酯的自加聚反应[整理版]
![异氰酸酯的自加聚反应[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/aa7f37ff846a561252d380eb6294dd88d0d23d3e.png)
异氰酸酯的自加聚反应异氰酸酯可发生自加成反应，生成各种自聚物，包括二聚体三聚体及各种多聚体，其中最重要的是二聚反应和三聚反应。
2.1.6.1 异氰酸酯的二聚反应一般来说只有芳香族异氰酸酯能自聚形成二聚体，而脂肪族异氰酸酯二聚体未见报道。
这是因为芳香族异氰酸酯的NCO反应活性高。
芳香族异氰酸酯即使在高温下也能缓慢自聚，生成二聚体。
生成的二聚体是一种四元杂环结构，这种杂环称为二氮杂环丁二酮，又称脲二酮（uretdione）。
芳香族异氰酸酯二聚反应是可逆反应，二聚体不稳定，在加热条件下可分解成原来的异氰酸酯化合物。
二聚体可在催化剂存在下直接与醇或胺等活性氢化合物反应，所用的催化剂和单体异氰酸酯所用的催化剂基本相同。
芳香族异氰酸酯二聚反应的通式如下：在聚氨酯行业中，MDI、TDI在室温下可缓慢产生二聚体，但无催化剂存在时此反应进行得很慢。
具有邻位取代基的芳香族异氰酸酯，例如2，6-TDI，由于位阻效应，在常温下不能生成二聚体。
而4，4′-MDI由于NCO邻位无取代基，活性比TDI的大，即使在无催化剂存在下，在室温也有部分单体缓慢自聚成二聚体。
这就是MDI在室温贮存不稳定、熔化时出现白色不熔物的原因。
用它制备聚氨酯制品会影响质量，故除了向MDI中加稳定剂外，尚需将其在5℃以下贮存。
实验室做精确的合成试验时，常常把MDI及TDI进行减压蒸馏，目的是在高温蒸馏过程中将二聚体破坏，并除去杂质。
可用三烷基膦、吡啶、叔胺作二聚反应的催化剂。
常用的膦化合物，如二甲基苯基膦用量极微就可产生良好的催化效果，还可用吡啶，它兼作溶剂，以便移去大量的反应热。
2，4-TDI二聚体是一种特殊的二异氰酸酯产品，降低了TDI单体的挥发性。
TDI二聚体是一种固体，熔点较高，室温下稳定，甚至可与羟基化合物的混合物在室温下稳定贮存。
它主要用于混炼型聚氨酯弹性体的硫化剂。
也可利用二聚反应的可逆特性制备室温稳定的高温固化聚氨酯弹性体、胶粘剂。
例如制备含二聚体杂环的热塑性聚氨酯，在热塑性聚氨酯的加工温度下，NCO基团被分解，参与反应，生成交联型聚氨酯。
有机铋催化剂DY-20
有机铋催化剂DY-20
简称：有机铋
成分：羧酸铋
牌号：DY-20
供应商：上海德音化学有限公司
作用：主反应催化-NCO 与-OH 反应进行
产品图：
应用：
DY-20是一种淡黄色至黄色粘稠液体，符合欧盟环保标准，可替代有机锡、有机铅、有机汞作
为催化剂使用，主要催化体系中-NCO 与-OH 的反应，对水的催化作用较小。
DY-20可用于PU 树脂浆料、硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封胶和弹性体等产品的生产。
DY-20与有机锡产品相比环保无毒耐水性好，可用于对环保、水解稳定性有要求的行业。
物理特性
外观，25℃ 淡黄色至黄色透明粘稠液体 铋含量，% 20±0.5 比重，25℃ 1.15-1.25 闪点，℃ ＞110
有机铋催化剂优缺点：
a.安全环保, 可取代铅汞和正在被立法废除的锡;
b.水解稳定性较好, 降低与水反应的选择性, 在水系PU分散液中, 减少水与NCO基的副反应;
c.促进NCO/OH反应, 避免NCO副反应, 减少CO2的生成;
d.在单组份体系中, 把被水屏蔽的胺解放出来而不是促进NCO与水的反应;
e.可单独使用, 或与胺或其它有机金属化合物配合使用。
f.有机铋催化剂活性较有机锡催化剂偏低
核磁共振图谱
贮存：
德音化学建议该催化剂存储在干燥和凉爽的地区并进行适当通风。
原包装后请尽快扣紧包装盖，以防水分等其他物质的混入而影响产品性能。
包装：25KG/桶。
封端异氰酸酯化学
～269. [ 10 ] MEHRDAD KESHMIRI ,TOM TROCZYNSKI. Synthesis of narrow size
distribution sub - micron TiO2 spheres [J ] . Journal of Non - Crys2 talline Solids ,2002 ,311 :89～92. [ 11 ] ZILONG TANG,JUNYING ZHANG,ZHE CHENG,et al . Synthesis of
化学与粘合 2004 - 3 Chemistry and Adhesion
封端异氰酸酯化学
朱园勤 , 廖 青 , 李立平
(北京服装学院 ,北京 100029)
摘要 :介绍了封端异氰酸酯化学 ,包括封闭剂类型 、解封温度与性能以及相关的催化剂 、溶剂 、分析技术 。 关键词 :聚氨酯 ;封端异氰酸酯 ;封端剂 中图分类号 :TQ 2251241 文献标识码 :A 文章编号 :1001 - 0017 (2004) 03 - 0166 - 05
! 166 #
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
Summarization and Special comment 综述与专论
据报道 ,2 - 羟基吡啶 、3 - 羟基喹啉和 8 - 羟基 吡啶都可以作为封端剂 ,此类化合物 ,除具有一个芳
香离去基团外 ,胺基团的存在可能进一步降低解封 温度[3] 。如苯酚封闭的异氰酸酯 ,可以在 110 ℃,20 min 固化羟基丙烯酸树脂 ,而 2 - 吡啶酚封闭的异氰 酸酯需要 170 ℃,20 min 。 11113 苯硫酚 、2 - 氢硫基吡啶据报道也可以作为 封端剂[3 ] 。 112 醇类 、硫醇类及其它含有羟基的封闭剂 11211 醇类
异氰酸酯与酯基反应文献
异氰酸酯与酯基反应文献
异氰酸酯与酯基之间的反应是有机化学中的一个重要反应，可
以产生尿素或者相关化合物。
这种反应通常被称为异氰酸酯与醇的
反应，但也可以用酯代替醇进行反应。
这种反应的文献资料非常丰富，涵盖了不同的反应条件、催化剂和产物结构等方面。
在这种反应中，通常使用的异氰酸酯包括苯基异氰酸酯、甲基
异氰酸酯等，而酯基可以是各种酯类化合物，如甲酸酯、乙酸酯等。
这些反应通常在有机溶剂中进行，如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等。
关于这种反应的文献资料，可以从以下几个方面进行研究：
1. 反应条件，文献中对异氰酸酯与酯基反应的反应条件进行了
广泛的研究，包括温度、反应时间、溶剂选择等因素对反应的影响。
2. 催化剂，有关使用催化剂促进异氰酸酯与酯基反应的文献也
很丰富，常见的催化剂包括金属催化剂、有机催化剂等。
3. 产物结构，文献中还对异氰酸酯与酯基反应产生的产物结构
进行了详细的研究，包括产物的纯度、产率等方面的数据。
总的来说，异氰酸酯与酯基的反应在有机合成领域具有重要的应用价值，相关的文献资料也非常丰富，涵盖了多个方面的研究内容。
希望这些信息能够对你有所帮助。
异氰酸酯热分解
异氰酸酯热分解摘要：1.异氰酸酯的概述2.异氰酸酯热分解的原理3.影响异氰酸酯热分解的因素4.异氰酸酯热分解的应用5.总结正文：异氰酸酯是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用。
在工业生产中，异氰酸酯热分解是一个常见的化学反应过程。
本文将介绍异氰酸酯热分解的原理、影响因素及应用，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、异氰酸酯的概述异氰酸酯是一类含有氮碳酸酯基（-NCO）的有机化合物，其通式为R-NCO。
根据分子结构的不同，异氰酸酯可分为脂肪族和芳香族两大类。
脂肪族异氰酸酯具有较高的反应活性，常用于合成聚氨酯、涂料、胶粘剂等；芳香族异氰酸酯则因其稳定性较高，应用范围相对较窄。
二、异氰酸酯热分解的原理异氰酸酯热分解是指在高温条件下，异氰酸酯分子中的氮碳酸酯基通过失去二氧化碳的方式，生成相应的胺和碳氧化物。
这一反应过程通常伴随着能量的释放，表明反应是放热的。
热分解过程中，异氰酸酯的稳定性降低，反应速度加快，直至分解完全。
三、影响异氰酸酯热分解的因素1.分子结构：分子结构对异氰酸酯的热稳定性有很大影响。
一般来说，脂肪族异氰酸酯的热稳定性较差，易于热分解；而芳香族异氰酸酯的热稳定性较好，较不容易分解。
2.温度：温度是影响异氰酸酯热分解的关键因素。
随着温度的升高，反应速率常数增大，热分解速度加快。
在一定温度下，异氰酸酯可能发生自加速分解。
3.催化剂：催化剂可以提高异氰酸酯热分解的反应速率，降低分解温度。
常见的催化剂有金属卤化物、金属氧化物等。
4.气氛：在不同的气氛下，异氰酸酯的热分解行为可能有所不同。
在氧气气氛下，异氰酸酯易发生氧化反应，导致热分解加剧；而在惰性气氛下，热分解反应相对较慢。
四、异氰酸酯热分解的应用1.制备聚氨酯：异氰酸酯热分解是制备聚氨酯的重要途径。
通过控制热分解条件，可以得到不同分子量的聚氨酯产品。
2.涂料和胶粘剂：异氰酸酯热分解可用于制备高性能的涂料和胶粘剂，具有优良的附着力、耐磨性和耐腐蚀性。
异氰酸酯与羟基反应的催化剂
异氰酸酯与羟基反应的催化剂下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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异氰酸酯的结构反应活性
次级反应的活性较小，能形成支化或交联，是合成非线型聚氨 酯材料的基本反应。
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a. 与醇的反应
异氰酸酯与醇反应能力： 伯醇>仲醇>叔醇
芳香族二异氰酸酯与醇类反应活性：当第一个NCO起反应后，会 使第二个末反应的NCO基活性降低。
b. 与水的反应
对泡沫塑料 十分重要
11
(3)异氰酸酯的自聚反应 a. 异氰酸酯二聚
粘合剂
14
(2)两步法 第一步：二元醇与过量二元异氰酸酯制备端基为-NCO基团的预 聚物。
第二步：预聚体进行扩链或交联。 扩链反应：预聚物通过末端活性基因的反应使分子相互连结而增 大分子量的过程。PU树脂扩链剂主要为水、二元醇或二元胺。
二元醇
二元胺
15
异氰酸酯指数（R）
0＜R＜1，分子扩链，端基为—OH R＝1， 分子无限扩链，端基为—NCO及—OH 1＜R＜2，分子扩链，端基为—NCO R＝2， 分子不扩链，端基为—NCO R＞2， 分子不扩链，端基为—NCO ，含未反应异氰酸酯。
高温下则二聚体会发生分解
b. 异氰酸酯三聚 三聚体在150一200℃时仍很稳定(与二聚体不同)。可制取优异的 油漆涂料及耐温、阻燃的埂质泡沫塑料。
12
c. 异氰酸酯的线型聚合反应
n值可达2000
d. 异氰酸酯的缩聚反应
可制备聚碳化二亚胺
13
4. 聚氨酯树脂合成原理
(1)一步法
Perlon U
由2,4-甲苯二异氰酸酯和带有三个端经基的支化型聚酯可合成 得交联型聚氨酯树脂。
22
(3)一些特殊类型的异氰酸酯 a. 聚合型异氰酸酯：毒性小，较稳定，可提高PU的支化及交联度。
TDI三聚体
叔胺催化异氰酸酯反应
叔胺催化异氰酸酯反应
在这个反应中，叔胺起到催化剂的作用，它能够与异氰酸酯发生反应生成一个中间体，然后这个中间体与胺或醇发生反应，形成酰胺或酯化合物。
叔胺催化异氰酸酯反应具有以下一些优点：
1. 选择性高，叔胺催化剂可以选择性地催化酰胺或酯的形成，而不会引起其他副反应。
2. 反应条件温和，这种反应通常在室温下进行，不需要高温或高压条件，适用范围广。
3. 应用广泛，叔胺催化异氰酸酯反应可以用于合成各种酰胺和酯化合物，具有广泛的应用前景。
4. 可控性好，通过选择不同的叔胺催化剂和反应条件，可以控制反应的速率和产物的选择性。
然而，叔胺催化异氰酸酯反应也存在一些限制和挑战：
1. 催化剂选择，不同的叔胺催化剂对反应的催化效果有差异，
需要根据具体反应体系选择合适的催化剂。
2. 催化剂剂量，催化剂的剂量对反应的效率和产物的选择性有
重要影响，需要进行优化。
3. 催化剂稳定性，某些叔胺催化剂在反应条件下可能会发生分
解或失活，需要考虑催化剂的稳定性问题。
总的来说，叔胺催化异氰酸酯反应是一种重要的有机合成方法，具有许多优点和应用前景。
在实际应用中，需要根据具体反应体系
进行合适的催化剂选择和反应条件优化，以实现高效、高选择性的
合成。
(仅供参考)聚氨酯涂料配方设计原理及技巧
（1）聚氨酯涂料中某些常用原料的当量计 算：
Ei（异氰酸酯单体的当量）=多异氰酸酯的分子 量/异氰酸酯官能度=多异氰酸酯的分子量/异氰 酸酯中—NCO基数
EA（多元醇的当量）=多元醇分子量/多元醇的 官能度=多元醇分子量/多元醇中的—OH基数
（2）异氰酸酯当量和羟基当量的计算：
在聚氨酯涂料工业生产中，常用羟基值来表 示其质量指标。设羟值和酸价的单位都用 mg·KOH/g表示：即指每一类羟基组分中所含 的羟基相当于KOH的毫克数。如一个当量的羟 基值为56100*1=56100mgKOH/g。羟值、羟 基百分含量及羟基当量三者换算关系为：
2Байду номын сангаас2 单组分湿固化涂料
该涂料是有含羟基的高分子化合物和过量的多异氰 酸酯化合物反应，使其NCO/OH当量比在3左右。 涂料中NCO的含量在5%~15%，残留过量的NCO基 团，在施工中利用空气中水分反应，生成胺，放出 二氧化碳，进一步反应使新生成的胺再加—NCO反 应交联成脲键固化成膜。施工时相对湿度 50%~90%范围内，温度最低可在0℃固化成膜。
R—N=C=O+H—A（亲核试剂：胺类、酚 类、醇类、水、羧酸以及活性亚甲基化合
物）
-+
-
[ R N C O]
R N CO
H-A
HA
（3）异氰酸酯的活性与异氰酸酯结构有关
CH3 NCO
CH3
OCN
NCO
NCO 2,4-TDI
2,6-TDI
常温下2,4-TDI活性>2,6-TDI，而NCO的位置不
同，其活性也不一样。2,4-TDI，对位NCO>邻位 8~10倍。常温时，2,4-TDI易反应，而2,6-TDI则稳 定，直到100℃时两者反应性相近。
聚氨酯涂料配方设计原理及技巧
3 双组分聚氨酯涂料
3.1 多异氰酸酯组分
（1）多异氰酸酯加成物
主要利用TDI、HDI、MDI及XDI等二异 氰酸酯单体和含羟基的低聚物或化合物反应 而成，生成端基为NCO的多异氰酸酯加成 物，作为羟基同化型的双组分聚氨酯涂料的 甲组分或A组分。
成膜温度可高可低，可在0℃及零下施工， 施工节能
电绝缘性能强，可直接焊锡
可制成各种形式状态的涂料：溶剂型、液态 无溶剂、粉末、水性单罐装、双罐装等
按包装分：单罐装（单组分）、双罐装（双 组分）、三罐装（三组分）
按介质形态分：溶剂型、无溶剂型、高固体 型、水分散型、粉末型等
按涂料固化方式分：常温固化型（自干型）、 热固性（烘烤型） 一般习惯上采用美国ASTM分类：
聚氨酯涂料配方设计基础
丛树枫 中海油常州涂料化工研究院
1 聚氨酯涂料概述
定义：以聚氨酯树脂作为主要成膜物质， 再配以颜、填料、溶剂、催化剂及其他辅 助材料等所组成的涂料，统称聚氨酯涂料。
聚氨酯树脂的大分子结构中含有重复的氨
基甲酸链节，即：
HO NCO
R ，全称是聚氨
基甲酸酯树脂，简称聚氨酯。
1.1 聚氨酯涂料的特点和分类
配方
原料
规格
N-303聚醚 [OH]=480±50
N-3050聚醚 [OH ]=56±4
TDI
80/20
二甲苯（一） 工业
二甲苯（二） 工业重蒸无水
苯甲酰氯（一）10%丁酯液
苯甲酰氯（二）10%丁酯液
投料量/kg 206.8 152.4 384.5 371.9 371.9 0.744 0.892
2.3 封闭性聚氨酯涂料
R' OCNH O
OC NH
水与异氰酸酯反应条件
水与异氰酸酯反应条件水与异氰酸酯的反应条件，这可有点小趣味呢。
咱先来说说温度这个条件。
温度对水和异氰酸酯的反应影响可不小哦。
你想啊，就像人在不同温度下的状态不一样，这俩物质在不同温度下反应也有不同的表现。
如果温度比较低，反应速度那是相当慢的，就像乌龟慢悠悠地爬。
可是温度要是高起来呢，反应就变得活跃多啦，就像小朋友在游乐场里欢快地跑来跑去。
不过温度也不能太高，不然就可能出现一些乱七八糟的副反应，就像本来好好的聚会，来了一群不速之客，把气氛都搞乱了。
再讲讲催化剂这个事儿。
催化剂就像是水和异氰酸酯反应的小助手。
有些时候，没有催化剂，它们俩反应就像两个害羞的人，磨磨蹭蹭的。
但是有了合适的催化剂呢，就像给它们俩打了一针兴奋剂，反应一下子就加快了。
就好比你在推一个很重的箱子，自己一个人很难推动，但是有个小伙伴来帮你一把，那就轻松多啦。
不过这催化剂可得选对了，选错了就像找了个捣蛋鬼来帮忙，不但没让反应变好，反而可能让反应变得一塌糊涂。
还有啊，反应环境的湿度也不能忽略。
湿度其实就是环境里水的含量嘛。
如果湿度太大，就相当于有好多额外的水来参加这个反应派对，那可能就会打乱原本水和异氰酸酯的反应节奏。
这就好比一场本来只有少数人参加的音乐会，突然涌进来好多人，乱哄哄的。
而如果湿度太小呢，水的量不够，反应可能就进行得不那么充分，就像做饭的时候水放少了，饭没煮熟一样。
另外呀，反应物的浓度也很关键。
要是水或者异氰酸酯的浓度太低，它们相遇的机会就少，反应就不那么容易进行。
这就像在一个很大的广场上，只有很少的几个人在找彼此，可能找半天都找不到呢。
但是浓度要是太高，又可能会因为反应太剧烈而产生一些我们不想要的东西，就像人太多挤在一起容易出乱子一样。
水和异氰酸酯的反应条件可是一个很有趣的事情呢。
这就像我们生活中的各种事情一样，每个因素都互相影响，只有把这些条件都调整得刚刚好，才能让反应顺利又完美地进行。
就像我们要把生活中的各个方面都打理好，才能过得开心又自在呀。
对甲苯异氰酸酯的制备-概述说明以及解释
对甲苯异氰酸酯的制备-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述是对所要讲述的主题进行简要的介绍和概括，为读者提供一个整体认识。
本文的概述部分将介绍甲苯异氰酸酯的制备方法和反应机理。
甲苯异氰酸酯是一种重要的有机合成中间体，在化工行业和有机合成领域具有广泛的应用。
它在聚氨酯、染料、医药和农药等行业中扮演着重要的角色。
因此，对甲苯异氰酸酯的制备方法和反应机理的研究具有重要的实际意义和应用价值。
在本文的正文部分，我们将详细介绍甲苯异氰酸酯的制备方法，并阐述其反应机理。
首先，我们将介绍目前已知的主要制备方法，包括氰化法、脱氯法、酯化法等。
然后，我们将重点探讨其中一种制备方法的具体步骤和操作流程，以及该方法的优缺点和适用范围。
随后，我们将深入研究甲苯异氰酸酯的反应机理，揭示其反应的原理和关键步骤。
我们将探讨反应中可能的中间体和过渡态，以及可能存在的副反应和反应条件对产率的影响。
通过对甲苯异氰酸酯的制备方法和反应机理的深入研究，我们可以更好地理解其合成过程和反应规律，为优化制备方法和提高产率提供理论依据。
同时，对甲苯异氰酸酯的制备方法和反应机理进行的研究还有助于拓宽其在行业中的应用领域，促进相关工业的发展。
在本文的结论部分，我们将对所介绍的甲苯异氰酸酯的制备方法和反应机理进行总结，并展望其今后的研究方向和应用前景。
希望本文的内容能够对相关领域的学者和工程技术人员，尤其是从事有机合成和化工工艺研发的科研人员提供一定的参考和借鉴。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构：本文主要包括三个部分：引言、正文和结论。
引言部分主要概述了甲苯异氰酸酯的制备问题，并介绍了文章的结构和目的。
正文部分将详细介绍甲苯异氰酸酯的制备方法和反应机理。
结论部分对整个实验进行总结，并对未来的研究方向进行展望。
引言部分主要是对本篇文章的研究背景进行概述，说明甲苯异氰酸酯制备的重要性和研究的目的。
重点介绍甲苯异氰酸酯在化工领域中的应用，并阐明本文旨在通过研究制备方法和反应机理，为相关领域的研究提供参考。
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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。
2.2.1.1 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。
2.2.1.2 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。
一般来说，碱性大、位阻小，则催化能力强。
叔胺对水与异氰酸酯反应的催化活性的影响比羟基与异氰酸酯反应的催化活性大（见图2-2），故叔胺催化剂一般用于聚氨酯泡沫制备。
在所有叔胺类催化剂中，三亚乙基二胺是一种结构特殊的催化剂，由于它是杂环化合物，叔胺N原子上没有位阻，所以它对发泡反应及凝胶反应都具有较强的催化性能，是聚氨酯泡沫塑料常用的催化剂之一，也可用于聚氨酯胶粘剂、弹性体等的制备。
据估计，在水/醇混合体系中，它对羟基催化能力占80%，对水占20%，对羟基与异氰酸酯反应的催化活性比水大，具有类似有机金属化合物的催化性能，不仅广泛用于泡沫，而且也用于聚氨酯弹性体、胶粘剂、涂料。
不同的异氰酸酯对各种反应有不同的催化活性。
有人研究了两种催化剂对异氰酸酯-端伯羟基聚醚、异氰酸酯-端仲羟基聚醚及异氰酸酯-水反应速率常数及活化能进行了比较，实验结果见表2-7。
表中K1、K2及K3分别为TDI与普通PPG聚醚（端基为仲羟基）、EO封端聚醚（伯羟基）和水的反应速率常数[单位L/（g·mol·h）]。
表2-7 氨基甲酸酯及脲生成反应的速率常数K及活化能E叔胺催化剂K1E1K2E2K3E3K3/K1K3/K2 TEDAL33 2.29 26.7 23.9 20.3 5.29 27.7 2.31 0.22 F2 1.18 31.2 10.1 28.6 2.31 31.2 1.96 0.23由表2-7可见，对于仲羟基与NCO的反应，在这两种叔胺催化剂存在下，脲的生成反应都比氨基甲酸酯的生成反应快得多，这从K3与K1之比可看出。
在聚氨酯软泡制备中，表现为聚脲生成和结合成相区迅速，而使泡沫易于开孔。
对于伯羟基-水-异氰酸酯反应体系，L33对氨基甲酸酯生成反应的催化作用较高，初始反应粘度显著增加，结果干扰聚脲相成长，影响泡沫开孔；而F2对氨基甲酸酯的生成反应的催化作用小于L33，使得粘度增加相对较慢。
并且使用F2催化剂，反应活化能比较高，意味着反应早期和中期阶段的反应会被推迟，从而使整个发泡过程有较好的脲和氨基甲酸酯反应平衡，结果产生小而均匀分散的聚脲相，提高泡沫开孔率。
2.2.1.3 有机金属化合物对异氰酸酯反应的影响金属盐对异氰酸酯与活泼氢化合物的反应起催化作用，一些有机金属化合物对异氰酸酯-羟基化合物的催化活性可见表2-8。
表2-8 各种催化剂对三种二异氰酸酯与羟基的催化活性催化剂凝胶时间/minTDI-80 m-XDI HDI无＞240 ＞240 ＞240 三乙胺120 ＞240 ＞240 三亚乙基二胺 4 80 ＞240 辛酸亚锡 4 3 4 二月桂酸二丁基锡 6 3 3辛酸铅（24%Pb） 2 1 2辛酸钴（6%Co）12 4 4辛酸铁（6%Fe）16 5 4 环烷酸锌（14.5%Zn）60 6 10 钛酸四异丁酯 5 2 2注：聚氧化丙烯三醇（M=3000）与二异氰酸酯在70℃反应，测其发生凝胶的时间。
NCO与OH摩尔比值为1.0，催化剂配成10%二氧六环溶液，添加量为聚醚质量的1%。
一般来说，有机金属化合物催化剂对NCO与OH的反应的催化化活性比NCO与水的反应强。
由表2-8可看出，同一种催化剂对不同二异氰酸酯的活性不同，有机锡对芳香族异氰酸酯及脂肪族异氰酸酯与羟基的反应都有较好的催化性能。
辛酸铅催化体系的凝胶速率最快，这是因为它对异氰酸酯与氨基甲酸酯的反应有较强的催化效果，脲基甲酸酯的生成使得体系迅速交联。
2.2.1.4 催化剂的协同效应不同催化剂对NCO的活性不同，催化活性还与不同的反应物浓度、反应温度等条件有关。
由表2-8及图2-2等数据可兔崽子，不同的催化剂对二异氰酸酯与聚醚多元醇反应化学差异较大。
例如三亚乙基二胺对芳香族异氰酸酯与羟基反应的催化作用比脂肪族的HDI 及芳脂型异氰酸酯XDI高得多（兔崽子表2-8）。
研究发现，催化剂的浓度增加，则反应速度加快；两种不同的催化剂复合起来，催化活性比单一催化剂的活性强得多（见表2-9）。
表2-9 异氰酸酯-羟基化合物反应中催化剂的相对活性催化剂质量分数/% 相对活性无- 1四甲基丁二胺0.1 56三亚乙基二胺0.1 130三亚乙基二胺0.2 260三亚乙基二胺0.3 330辛酸亚锡0.1 540辛酸亚锡0.3 3500二月桂酸二丁基锡0.1 210二月桂酸二丁基锡0.5 670 二月桂酸二丁基锡+三亚乙基二胺0.1+0.2 1000 辛酸亚锡+三亚乙基二胺0.1+0.5 1510辛酸亚锡+三亚乙基二胺0.3+0.3 4250由表2-9可见，叔胺催化剂对NCO与OH的反应也有较大的催化活性，但有机锡催化剂的催化活性更强。
两种催化剂结合使用，可使催化能力成倍增强，这就是催化剂的协同效应。
在聚氨酯泡沫塑料配方设计中，两种或两种催化剂配合使用是很平常的，如此可控制发泡与凝胶反应的平衡，获得良好的工艺性能和泡沫物性。
在具体的反应体系中，要根据反应及制品的类型，根据有关资料中不同催化剂的相当活性以及实践经验，选择合适的催化体系。
常用催化剂介绍异辛酸汞一、商品名称：异辛酸汞牌号：LK-1号烟台阳光塑胶有限公司生产二、化学名称：2-乙基己酸汞。
三、物理化学性状：1、外观：淡黄色结晶体2、分子式：C16H30O4Hg 分子量：487.123、性状：避光、密闭贮存时稳定，高温时会分解，其毒性小于醋酸苯汞，且使用方便无粉尘。
一般不腐蚀，无刺激性气味，无溶剂，不易燃，不易爆，但不得入口，皮肤破损处不宜接触，有防霉效果，对水气敏感性小，能溶于环己烷、甲苯、溶剂油等有机溶剂。
四、产品质量标准金属含量：37±1%固含量：99%以上可根据客户需求调配金属含量比例。
五、用途：在聚氨酯材料中作室温固化剂，与异辛酸铅、异辛酸锌等合用作为复合催化剂。
常用于聚氨酯透明胶、弹性体、结构胶、塑胶跑道及防水涂料中。
六、使用：可直接使用或加热熔化后使用，但在加热时，要避免局部过热，宜在100℃下进行，也可用有机溶剂溶解配制成溶液使用。
在使用溶解度较小的溶剂呈混浊状态异辛酸铅一、商品名称：异辛酸铅牌号：LK-2号、LK-3号烟台阳光塑胶有限公司生产二、化学名称：2-乙基己酸铅。
三、物理化学性状：1、外观：无色粘稠液体。
2、分子式：C16H30O4Pb 分子量：493.643、性状：避光、密闭贮存时稳定，不溶于水，溶于甲苯、丙酮、松节油、松香水、溶剂油等，不腐蚀，无刺激性气味，无溶剂，不易燃，不易爆。
四、产品质量标准：铅含量：40±1%固含量：99%以上可根据客户需求调配金属含量比例。
五、用途：是环烷酸铅的替代物，用作清漆催干剂、木材防腐剂和杀虫剂，也可配制润滑剂等，在聚氨酯合成革、聚氨酯塑胶跑道及防水涂料中单独使用或与LK-1号、LK-4号复合使用。
六、包装：30kg/桶。
异辛酸锌一、商品名称：异辛酸锌牌号：LK-4号烟台阳光塑胶有限公司生产二、化学名称：2-乙基己酸锌三、物理化学性状1、外观：无色透明粘稠液体2、分子式：C16H30O4Zn 分子量：351.823、性状：避光、密闭贮存时稳定，无毒，不溶于水，溶于甲苯、丙酮、松节油、松香水、溶剂油等，不腐蚀，无刺激性气味，无溶剂，不易燃、不易爆。
四、产品质量标准金属含量：18±0.5%固含量：99%以上可根据客户需求调配金属含量比例。
五、用途：是环烷酸锌的替代物，用作清漆催干剂、木材防腐剂、织物防水剂、杀虫剂、杀菌剂等，也在聚氨酯塑胶跑道、防水涂料及合成橡胶中作催干剂，可与LK-1号、LK-2号复合使用。
六、包装：25kg/桶。