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《福州大学》 2006年
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高沸醇木质素聚氨酯的合成及其性能研究

吴耿云  
【摘要】:高沸醇(HBS)木质素作为一种来源广泛、环境友好的新型天然高分子材料,其分子上的醇羟基和酚羟基含量丰富,具有较高的反应活性,可以不经过化学改性而直接应用于合成聚氨酯。 对高沸醇木质素在溶剂中、作为交联剂和部分取代聚乙二醇合成聚氨酯中进行了研究,首次发现高沸醇木质素可以溶于聚乙二醇(PEG)中采用一步法合成木质素聚氨酯弹性体,降低了成本及工艺难度,为高沸醇木质素在聚氨酯中的实际应用打下坚实的基础。通过物理性能测试、FT-IR分析、TG-DSC联用技术和SEM等手段对实验结果进行了表征,结果发现,高沸醇木质素的多苯环结构使其在聚氨酯中作为硬段存在,提高了聚氨酯的硬度; 高沸醇木质素合成的聚氨酯具有较高的初始分解温度,其500℃以下分解质量百分率也有明显的下降,热稳定性提高了; 高沸醇木质素具有体型结构并与PEG有良好的热力学相容性,这会提高聚氨酯硬段微区的分散性,降低硬段间的氢键度并增加硬段和软段间的氢键度,聚氨酯的拉伸强度随着木质素用量的增大而提高; 高沸醇木质素的多元醇结构可以大大提高聚氨酯的化学交联程度,增强其耐溶剂性而同时降低聚氨酯的断裂伸长率。 对实验结果进行综合比较发现,溶剂法采用分子量400的PEG和甲苯二异氰酸酯(TDI)合成的木质素聚氨酯有较好的物理性能,在木质素含量15wt%时,其拉伸强度可达36MPa以上,溶胀质量增加率最低为1.25%,而其断裂伸长率却并不明显降低,甚至在n(NCO)/n(OH)1.6时更高; 高沸醇木质素作为交联剂合成聚氨酯弹性体时木质素用量在18.9%到25.9%之间,但力学性能相对较差,拉伸强度低于10MPa,断裂伸长率在325%以内; 高沸醇木质素取代7.20%聚乙二醇合成聚氨酯弹性体时:1、相对于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和TDI合成的木质素聚氨酯,采用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)可以得到综合性能较好的木质素聚氨酯,拉伸强度从TDI型聚氨酯的9.88MPa提高到39.21 MPa,断裂伸长率降到319.78%,溶胀质量增加率从79.77%降到42.46%,其硬段的初始分解温度则提高了58℃; 2、在PEG中加入适当极性较强的PTMG作为混合醇合成木质素聚氨酯可以较大提高其力学性能,加入量为PEG的1/4时拉伸强度提高到37.66MPa,断裂伸长率为325.89%,溶胀质量增加率仍保持在79.79%的相对较低水平。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ323.8

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