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可再生多元醇的合成及其在聚氨酯材料中的应用

王亚群  
【摘要】:本文首先对精制大豆油剩余的残渣——酸化油进行水解反应得到脂肪酸,然后利用该脂肪酸与马来酸酐进行顺酐化反应得到顺酐化产物,该顺酐化产物与一缩二乙二醇(DEG)反应合成了可再生聚酯多元醇。利用制备的可再生聚酯多元醇制备了聚氨酯硬泡,研究了泡沫的结构与性能的关系。论文首先研究了反应时间和催化剂用量等对酸化油水解过程的影响,并通过气相色谱(GC)和核磁(1H NMR)等分析手段对酸化油水解后得到的脂肪酸组分进行了表征。结果表明,脂肪酸中含有20.2wt%的油酸和59.0%的亚油酸。利用该脂肪酸与马来酸酐进行反应得到顺酐化产物,研究了马来酸酐用量和反应温度对脂肪酸与马来酸酐进行顺酐化反应的影响。研究结果表明,随着马来酸酐用量的增加和反应温度的升高,脂肪酸中双键与马来酸酐进行“ene”反应程度提高,但同时增加了低聚物的含量。在醇酸比为4:1条件下,采用酸值为354mgKOH/g的脂肪酸顺酐化产物与DEG反应成功合成了羟值为293mg KOH/g,酸值为2.6 mg KOH/g的可再生聚酯多元醇。采用正戊烷作为发泡剂,采用制备的可再生聚酯多元醇替代聚醚多元醇制备了聚氨酯硬质泡沫,研究了可再生聚酯多元醇的用量对聚氨酯硬质泡沫的泡孔结构和物理性能的影响。研究结果表明,归因于可再生聚酯多元醇中的羟基全部为伯羟基,随着可再生基聚酯多元醇用量的增加,形成聚氨酯泡沫的反应速率增加;与纯聚醚多元醇制备的聚氨酯硬质泡沫相比,加入20~30wt%左右的可再生聚酯多元醇制备的聚氨酯泡沫的压缩强度和热稳定性增加,同时泡沫的泡孔尺寸减少和导热系数降低。


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