1、 生化材料
鸡胰腺粉(冻干)
椰子油
腰果酚A
腰果酚B
生物质腰果酚磺酸盐表面活性剂
2、 特种树脂
红外增感树脂
耐溶剂型成膜树脂
热敏相转变树脂
KFP系列树脂
3、 响应型单体
2,4,6-三己氧基重氮苯5-苯甲酰基-4-羟基-2-甲氧基苯磺酸盐
红外增感染料
N-异丙基丙烯酰胺
4-磺酰苯基丙烯酰胺
N,N'-(1,4-亚苯基)双马来酰亚胺(对苯基双马来酰亚胺)
N-对羟苯基丙烯酰胺(AHPAA)
2-氯-1-甲酰-3-羟基亚甲基环己烯
1,1,2-三甲基苯并[e]吲哚
4、手性化合物
5、QINP1系列潜伏性环氧树脂固化剂
6、石材防水背胶(背网专用)
 
 
 
 

缩水甘油及其封端聚氨酯的合成与表征

于良民 韩青龙 李昌诚 王秀娟
(中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,青岛266100)
  聚氨酯胶粘剂具有可低温固化、韧性好、粘接强度高,以及良好的耐水、耐磨、耐油、耐化学腐蚀等优点,广泛应用于各个领域。然而,聚氨酯胶粘剂也有不足之处,主要表现在以下两个方面:一是由于含有游离异氰酸酯单体的缘故而具有较大的毒性;二是由于异氰酸酯基(犖犆犗)非常活泼,易与空气中的水反应,对施工环境中的潮气非常敏感,使施工不便,并容易导致粘接失败[1~3]。为了改善聚氨酯胶粘剂的不足,传统方法是将异氰酸酯基用活泼氢化合物封端,所得产物在室温下是稳定的;其缺点是需要高温下解封,并且难以除去封闭试剂[4,5]。缩水甘油分子中含有环氧基和羟基两个具有反应活性的官能团,其羟基可以与异氰酸酯基反应,同时可以把环氧基接入到聚氨酯中。用一氯代丙二醇与氢氧化钠反应脱去氯化氢制备缩水甘油[6],选择合适的端二异氰酸酯预聚体,将环氧基直接引入到端二异氰酸酯预聚体之中,合成了端环氧基聚氨酯。
1 实验部分
1.1 主要试剂与仪器
    环氧丙烷聚醚,一氯代丙二醇为工业纯;甲苯二异氰酸酯(TDI),1、2二氯乙烷,氢氧化钠,盐酸,无水硫酸镁,二甲苯等为化学纯;SHZ-D(Ⅲ)循环式真空泵;WAY-2W2犠阿贝折光仪;犖犐犆犗犔犈犜犃犞犃犜犃犚360红外光谱仪(KBr压片);JNM-ECP600核磁共振仪(犜犕犛为内标);犛犆犃210犛犆犗犝犜电子天平。 
 1.2 合成工艺
1.2.1 缩水甘油的合成工艺
    在装有机械搅拌、温度计、分水器和球形冷凝管的三口烧瓶中,加入221.0g(2mol)一氯代丙二醇和500ml的1、2二氯乙烷,加热至沸腾;分批加入氢氧化钠80犵,再反应1犺后停止反应。抽滤粗产物,除去反应生成的盐,然后将滤液减压蒸馏,收集48~50℃/10mmHg(1.33KPa)的馏分即为缩水甘油。  
1.2.2 端环氧基聚氨酯的合成工艺
       将29.sgTDI和609二甲苯混合,加入到装有搅拌装置、冷凝器温度计的圆底烧瓶中,通凡保护。升温至50~60℃,滴加聚醚210、聚醚31。分别为609、209,加毕后保温4h。然后降低温度至40℃以下,加入13.29缩水甘油(过量50/0),70℃反应4h。产品冷却后,减压蒸馏除去溶剂和其它小分子物质。
2产品表征
2 .1缩水甘油的结构表征
2.1.1缩水甘油的IR吸收光谱和氢核磁共振谱
    分别用红外光谱仪、核磁共振仪对所得缩水甘油进行光谱测定,其结果分别如表l和表2所示。


    由表l的IR数据可知,化合物在3412cm-1处有明显的特征吸收峰,可以归属为。H的伸缩振动峰;在2872cm-1和2928cm-1处出现-cH2-的特征吸收峰;1257cm-1和84ocm-1的特征峰值可分别归属为c-oc的特征吸收带。
    由表2的1 HNMR数据可知,氢的种类数量与缩水甘油结构吻合。因而由IR和1 HNMR数据确定,所制备化合物为目标化合物缩水甘油。
2 .1 .2缩水甘油其它物理参数
    分别用微量法测定缩水甘油的沸点,按国家标准GB4612-84测定Ev(环氧值),用wAY-Zw型阿贝折光仪测折光率,其结果如表3。


    由表3可知,本实验所制备的缩水甘油沸点、EV、折光率等物理参数与文献值基本吻合。
2 .1 .3端环氧基聚氨酷的结构表征
    端环氧基聚氨酷的IR光谱如图l所示。

    由图可见,约3200cm-1吸收峰是由忏H键的伸缩振动及。H键的伸缩振动造成的;3000一2800cm一1吸收峰是甲基-cH3和亚甲基-cH2-的c-H伸缩振动吸收;一1724cm-1吸收峰是淡基c-0伸缩振动吸收;一1600cm-1吸收峰是苯环骨架振动吸收;-1530cm-1吸收峰是仲酞胺H吸收带,或苯环骨架振动吸收;一1380cm-1吸收峰为甲基-cH3对称弯曲振动吸收;-1445cm-1吸收峰为甲基-cH3、亚甲基-cH2-弯曲振动吸收;-1225cm-1及-ll00cm-1吸收峰为c-o键的伸缩振动;由上面IR光谱分析可知,已成功合成出端环氧基聚氨酷。
3结果与讨论
3 .1缩水甘油合成工艺的优化
3 .1 .1氢氧化钠加入方式对缩水甘油收率的影响
    在其它反应条件不变的情况下,改变氢氧化钠加入方式:(a)一次性加入;(b)分批加入,以考察其对反应收率的影响。


    由表4可知,b方式更合适。按照a方式反应时,容易引起反应瞬时放热过多,分水器出水效率也低,造成生成的缩水甘油与水反应以及自身聚合,从而导致收率低。
3 .1 .2物料摩尔比对反应的影响
    在其它反应条件不变的情况下,改变氢氧化钠的用量,探讨其对收率的影响,见图5所示。

    由表5可知,一氯代丙二醇过量,则收率高些;氢氧化钠过量,则易导致缩水甘油在碱性条件下水解和聚合,影响收率。当两者物质的量比为2:3时产品易聚合,放出大量热。一氯代丙二醇稍过量有利于收率的提高,但一氯代丙二醇回收操作复杂。综合分析,以。(一氯代丙二醇):n(氢氧化钠)为2:1.8为宜。
3 .1 .3溶剂用量对反应的影响
    在其它反应条件不变的情况下,改变l,2-二氯乙烷的用量探讨其对收率的影响见夫6所示。


    由表6可知,l,2-二氯乙烷用量少时,反应随溶剂共沸出的水变少,并且反应后期因生成的氯化钠增多,使得反应体系变稠,从而不利于反应的进行。用量为500 mL、600 mL、700 mL时,收率差别不大,处于经济考虑,溶剂量以500mL
为宜。
3 .1 .4温度对反应的影响
    在其它反应条件不变的情况下,改变油浴温度,探讨温度对反应的影响(见表7)。


    由表7可知,温度对该反应收率影响很大,温度低于溶液沸点,反应生成的水分不能蒸馏除去,从而收率较低;当温度持续高于98℃时,缩水甘油会剧烈聚合使反应失败。综合考虑,本试验温度为94℃·
3 .2端环氧基聚氨酷合成工艺的优化
3 .2 .1温度对封端反应的影响
    其它条件不变,改变缩水甘油封端反应的温度,用二丁胺回滴法测定一Nco含量变化,以考查温度对封端反应的影响。结果如图2所示。


    由图2可知,体系中未反应的一Nco含量随时间变化逐渐降低,直至接近于零。在70℃下6h反应基本结束,而在45℃、52℃时反应时间太长。可见,升高温度有利于加快反应,缩短反应周期;但温度过高,反应易凝胶化。综合考虑,该封端反应的最佳温度为70℃,反应时间6h即可。
3 .2 .2缩水甘油加入量对残留一Nco含量的影响
    其它条件不变,适当增加缩水甘油的加入量,可以减小残留一Nco的量,结果如表8所示。


    由表8可知,适当增加缩水甘油的量可有效减少残留-Nco含量。缩水甘油过量5%和10%对残留-Nco含量的影响相近,处于经济考虑,以过量5%为宜。
4结论
    (l)采用一氯代丙二醇为原料,在碱性化合物存在下合成了缩水甘油,优化了合成工艺:当一氯代丙二醇为Zmol时,l,2一二氯乙烷为500 mL,氢氧化钠1.smol,反应温度94℃。该试验条件下缩水甘油收率为84.5%。
    (2)合成出了端环氧基聚氨酷,并通过IR对其进行了结构表征。优化了合成工艺:合成端环氧基聚氨酷的最佳温度为70℃,最佳反应时间为6h,缩水甘油过量5%。

 
 
 
   
 
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