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《湘潭大学》 2010年
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二聚酸聚酯多元醇的合成及其热塑性聚氨酯弹性体的性能研究

孙晴卿  
【摘要】: 本文以天然油脂的加工产物---二聚脂肪酸为原料,分别与己二酸、新戊二醇以及己二酸、1,4-丁二醇反应,在高温、氮气的保护下合成了两种平均相对分子质量为2000的聚酯多元醇。并以合成的聚酯多元醇为原料,与二苯基甲烷二异氰酸酯和扩链剂乙二醇反应,采用预聚物法合成了热塑性聚氨酯弹性体。 根据聚酯多元醇反应原理、高聚物平均聚合度与反应程度以及原料的配比关系,确定了聚酯多元醇的合成方法。测定了聚酯多元醇的酸值、羟值、水分含量、平均相对分子质量、重均分子质量等主要指标,并用红外和核磁共振对产物结构进行了表征。实验以聚酯多元醇的平均相对分子质量、酸值和羟值这三个决定其应用的主要因素为指标,详细研究了醇酸比、前期反应时间、保温脱水时间、最高反应温度、催化剂种类以及催化剂用量等因素对反应的影响。采用L9(34)正交实验法分别对两者的合成工艺进行了优化,得出聚二聚酸-己二酸-新戊二醇酯的最佳合成工艺条件:醇酸比为1.24:1,反应时间为8h,反应温度为220℃,催化剂二月桂酸二丁基锡用量(与酸的质量比)为0.12%;聚二聚酸-己二酸-1,4-丁二醇酯的最佳合成工艺条件:醇酸比为1.22:1,反应时间为7h,反应温度为220℃,催化剂二月桂酸二丁基锡用量(酸的质量比)为0.16%。红外光谱和核磁共振分析同时表明合成产品中含有大量的羟基和酯键。 确定了热塑性聚氨酯弹性体的合成方法,建立了聚氨酯弹性体的力学性能、耐水性、耐水解性和耐化学药品性的分析方法,并将实验合成的热塑性聚氨酯弹性体与传统的聚已酸内酯、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇、聚己二酸丁二醇的热塑性聚氨酯产品进行了力学性能、耐水性、耐水解性和耐化学药品性的比较。结果表明,含有二聚脂肪酸的聚氨酯弹性体在300%拉伸模量时,没有出现拉伸硬化的现象。聚二聚酸-己二酸-新戊二醇酯热塑性聚氨酯弹性体和聚二聚酸-己二酸-1,4-丁二醇酯热塑性聚氨酯弹性体切片在100℃热水、1mol/L H2SO4、1.25 mol/L NaOH以及甲醇中浸泡14天的拉伸强度保持率分别为92%和88%、88%和83%、80%和72%、83%和79%,在甲醇中浸泡14天的质量损失率为8 %和10 %,这些指标都优于传统的聚已酸内酯、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇、聚己二酸丁二醇等热塑性聚氨酯产品。二聚脂肪酸的特殊长链结构使其具有非常强的疏水性,含有二聚脂肪酸的热塑性聚氨酯弹性体可以使分子中的酯键处于良好的保护氛围内,具有良好的抵御外界环境的能力,因而可以扩大产品的使用范围,延长使用寿命。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ334.1

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