低分子量聚碳酸酯—聚醚多元醇的制備及在聚氨酯合成中的應(yīng)用

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1、分類號：密級：UDC：編號：河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文低分子量聚碳酸酯-聚醚多元醇的制備及在聚氨酯合成中的應(yīng)用論文作者：馬凱學(xué)生類別：全日制專業(yè)學(xué)位類別：理學(xué)領(lǐng)域名稱：高分子化學(xué)與物理指導(dǎo)教師：劉賓元職稱：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersPREPARATIONOFOLIGO(CARBONATE-ETHER)POLYOLSANDTHEIRAPPL

2、ICATIONSINSYNTHESISOFPOLYURETHANEbyMaKaiSupervisor:Prof.LiuBinyuanMay2016摘要雙金屬氰配合物（DMC）是一種催化CO2與環(huán)氧化物共聚的高效催化劑，其催化CO2與環(huán)氧化物共聚制備聚碳酸酯-聚醚多元醇的過程不僅可充分利用溫室氣體CO2，而且能耗較較低；同時(shí)，以聚碳酸酯-聚醚多元醇為原料制備的聚碳酸酯-聚醚型聚氨酯兼具有聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯的優(yōu)良特性，如耐磨性、耐水性和耐溶劑性等。本論文圍繞以下三個(gè)部分開展工作，一是添加不同親水親油平衡值

3、（HLB）乳化劑制備的DMC的結(jié)構(gòu)及催化性能的研究；二是雙酚類化合物為鏈轉(zhuǎn)移劑條件下，DMC催化環(huán)氧丙烷（PO）與CO2共聚制備聚碳酸酯-聚醚多元醇的研究；三是以聚碳酸酯-聚醚多元醇和蓖麻油為混合軟段制備聚氨酯的研究。主要研究結(jié)果如下：1、制備了四種DMC，并利用元素分析、紅外光譜、X射線衍射及掃描電鏡等手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。通過催化CO2與PO共聚，對上述DMC的催化活性及催化產(chǎn)物性能進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)之上篩選出了用于制備低分子量聚碳酸酯-聚醚多元醇的催化劑DMC-1。2、聚碳酸酯-聚醚多元醇的制備研究

4、。首先考察了鏈轉(zhuǎn)移劑種類對低聚反應(yīng)的影響，然后以優(yōu)選的雙酚A（BPA）為鏈轉(zhuǎn)移劑，系統(tǒng)研究了鏈轉(zhuǎn)移劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)時(shí)間及催化劑用量等對聚合反應(yīng)、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)物的分子量和分布的影響。研究表明：多元醇的分子量同加入的PO/BPA摩爾比成正比，低溫和高壓條件利于產(chǎn)物中碳酸酯單元（fPPC）的提高，但會降低反應(yīng)活性。所得多元醇的數(shù)均分子量（Mn）可控制在2400g/mol以下，fPPC最高可達(dá)53%，催化劑活性在反應(yīng)條件為20mgDMC、150mLPO、95oC、4.0MPa和6h時(shí)可達(dá)7.6Kg/

5、gDMC。以該多元醇為軟段與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)制備的聚氨酯有阻燃性能。3、以市售的聚碳酸酯-聚醚多元醇和蓖麻油為混合軟段制備了聚氨酯。蓖麻油組分的引入可提高聚碳酸酯-聚醚型聚氨酯的拉伸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，但斷裂伸長率有所降低。未添加蓖麻油制備聚碳酸酯-聚醚型聚氨酯時(shí)，Cat2制備的彈性體力學(xué)性能優(yōu)于其它催化劑，而添加蓖麻油制備混合軟段聚氨酯彈性體時(shí)，Cat1制備的彈性體力學(xué)性能優(yōu)于其它催化劑。以莫卡為擴(kuò)鏈劑時(shí)，在一定添加范圍內(nèi)，增加莫卡的用量可同時(shí)提高混合軟段聚氨酯的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。關(guān)鍵詞：雙金屬氰配合物、

6、鏈轉(zhuǎn)移劑、聚碳酸酯-聚醚多元醇、聚氨酯IABSTRACTDoublemetalcyanidecomplexes(DMC)-catalyzedoligomerizationofCO2andepoxidetoprepareoligo(carbonate-ether)polyolsprovidesanefficientapproachtomakefulluseofthegreenhousegasCO2withlowenergyconsumption.Thepolyurethanesmadefromoligo(car

7、bonate-ether)polyolscombineexcellentpropertiesofbothpolyesterpolyurethanesandpolyetherpolyurethanes,suchaswearresistance,waterresistance,andsolventresistance.Inthisthesis,wefriststudiedthestructureandcatalyticperformancesofDMCwhichwerepreparedbyaddingemulsi

8、fierswithdifferenthydrophiliclipophilicbalancevalues(HLB).ThenweinvestigatedthatDMCcatalyzedoligomerizationofpropyleneoxide(PO)andCO2usingbisphenolsaschaintransferagent(CTA).Thelastpartisthestudyonthep