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环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚醚的合成与表征

苑仁旭  
【摘要】:以醇为引发剂的环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)无规聚醚是一种重要的非离子型表面活性剂。这类产物的亲水/亲油特性可以通过改变分子中的EO/PO配比来实现,因此,被广泛用作洗涤剂、分散剂、起泡剂、乳化剂、润滑剂等。对于以丙二醇为引发剂,EO/PO嵌段共聚醚的合成研究较多,而无规共聚醚的合成研究未见报道。 近年来,科研工作者对于EO/PO嵌段共聚醚的浊点进行了深入的研究,发现该类聚醚的浊点除了与其自身的结构有关外,还受醇类、表面活性剂和电解质等添加剂的影响;而对于无规共聚醚浊点的影响因素研究的非常少。 本论文主要对丙二醇引发EO和PO无规共聚合的方法进行了研究。通过对聚合条件、聚合物结构与性能之间关系的研究,来合成一类新型的无规共聚醚,并期望把该类共聚醚用于纺丝油剂的制备。并对无规共聚醚水溶液的浓度、无规共聚醚结构及无机电解质、酸、醇、表面活性剂对浊点的影响进行了详细的研究。并合成了EO/PO嵌段共聚醚与无规共聚醚的部分性能进行比较。初步探索了用氯代丁烷对无规聚醚封端的合适条件。实验结果表明: 1.聚合反应温度升高,反应速度加快,温度过高导致产物的不饱和度高、颜色深:催化剂浓度增加,反应速度增加;EO/PO配比增加,产物的相对分子质量越接近于设定相对分子质量。 2.采用连续滴加单体的方法以丙二醇为引发剂合成无规聚醚,催化剂用量为产物质量的0.25%,反应温度为115℃,反应压力小于0.4MPa,产物的相对分子质量分布较窄,产物无色透明。 3.采用沸点高于150℃的引发剂时在80℃除水。而对于沸点较低的引发剂,则只能先合成相对分子质量较低的中间体,然后再以该中间体为引发剂合成目标产物。 4.采用核磁共振、红外光谱等方法对聚醚的结构进行了表征,并测定耐热性、浊点、粘度和表面张力等性能指标,分析了共聚醚的结构与性能之间的关系。 5.研究了无规共聚醚水溶液的浓度、无规共聚醚结构及无机电解质、酸、醇、表面活性剂对浊点的影响。结果表明所选择的电解质均能降低聚醚的浊点;酸能轻微提高聚醚的浊点;水溶性醇和非水溶性醇的影响效果不同,前者能提高聚醚


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